DE102014001067A1

DE102014001067A1 - Drainage screen for the production of paper with a multi-level watermark

Info

Publication number: DE102014001067A1
Application number: DE102014001067.8A
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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb (40) für die Herstellung von Papier mit mehrstufigen Wasserzeichen (12), mit einem Trägersieb (42), das in einem Teilbereich einen Wasserzeicheneinsatz (60) mit einem mehrstufigen Relief (62) in Form des zu erzeugenden Wasserzeichens aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das mehrstufige Relief (62) des Wasserzeicheneinsatzes (60) einen zentralen Teilbereich (64) mit hoher Ortsfrequenz und einen den zentralen Teilbereich (64) umgebenden Teilbereich (66) niedriger Ortsfrequenz aufweist.The invention relates to a dewatering screen (40) for the production of paper with multilevel watermark (12), comprising a carrier screen (42) which has a watermark insert (60) in a partial area with a multi-level relief (62) in the form of the watermark to be generated , According to the invention, it is provided that the multi-level relief (62) of the watermark insert (60) has a central partial area (64) with a high spatial frequency and a partial area (66) with low spatial frequency surrounding the central partial area (64).

Description

Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit mehrstufigen Wasserzeichen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Entwässerungssiebs.The invention relates to a dewatering screen for the production of paper with multilevel watermark and a method for producing such a dewatering screen.

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.In papermaking on round screening or screening machines, pulp accumulates continuously on a moving dewatering screen and is solidified to the extent that it can be removed as a wet paper web for further processing of the dewatering screen. Above all, security papers for banknotes, identity documents and the like are often provided with watermarks for securing purposes, which permit checking the authenticity of the security paper and which at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.

Wasserzeichenpapier kann sowohl mit zweistufigen Wasserzeichen mit einem starken Hell-Dunkel-Effekt als auch mit mehrstufigen Wasserzeichen mit weichen Übergängen zwischen Hell und Dunkel und detailreicher Darstellung eines Motivs ausgestattet werden. Für die Herstellung mehrstufiger Wasserzeichen wird beispielsweise in ein Entwässerungssieb aus Metall ein gewünschtes dreidimensionales Relief geprägt. Die Papierdicke des fertigen Papiers variiert dann entsprechend dem geprägten Relief und lässt im Durchlicht weiche, graduelle Übergänge zwischen helleren und dunkleren Bereichen erkennen.Watermark paper can be equipped with two-level watermarks with a strong light-dark effect as well as with multi-level watermarks with smooth transitions between light and dark and detailed representation of a subject. For the production of multi-level watermarks, for example, a desired three-dimensional relief is embossed in a metal drainage screen. The paper thickness of the finished paper then varies according to the embossed relief and allows the transmission of soft, gradual transitions between lighter and darker areas.

Aus der Druckschrift WO 2008/071325 A1 ist für diesen Zweck auch die Verwendung eines spritzgegossenen Wasserzeicheneinsatzes bekannt, der ein mehrstufiges Relief in Form des zu erzeugenden Wasserzeichens bildet.From the publication WO 2008/071325 A1 For this purpose, the use of an injection-molded watermark insert is known, which forms a multi-level relief in the form of the watermark to be generated.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit mehrstufigen Wasserzeichen anzugeben, welches ein attraktives visuelles Erscheinungsbild mit hoher Fälschungssicherheit verbindet.Proceeding from this, the object of the invention is to provide a dewatering screen for the production of paper with multilevel watermark, which combines an attractive visual appearance with high security against counterfeiting.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß der Erfindung enthält ein Entwässerungssieb der eingangs genannten Art ein Trägersieb, das in einem Teilbereich einen Wasserzeicheneinsatz mit einem mehrstufigen Relief in Form des zu erzeugenden Wasserzeichens aufweist. Das mehrstufige Relief des Wasserzeicheneinsatzes weist dabei einen zentralen Teilbereich mit hoher Ortsfrequenz und einen den zentralen Teilbereich umgebenden Teilbereich niedriger Ortsfrequenz auf.According to the invention, a dewatering screen of the type mentioned in the introduction comprises a carrier screen which has a watermark insert with a multi-level relief in the form of the watermark to be generated in a partial area. The multi-level relief of the watermark insert has a central subarea with a high spatial frequency and a subarea of low spatial frequency surrounding the central subarea.

Unabhängig von dem durch das Wasserzeichen dargestellten Bildinhalt erlaubt der zentrale Teilbereich durch die hohe Ortsfrequenz die Darstellung feiner Bilddetails und damit eine hohe Bildschärfe, während der umgebende Teilbereich durch die niedrige Ortsfrequenz nur vergleichsweise grobe Bildstrukturen darzustellen vermag und das Bild dort somit unscharf erscheint. Die gezielte Steuerung von Schärfe- und Unschärfeverteilung in einem Wasserzeichen erlaubt die Erzeugung neuartiger Wasserzeicheneffekte in Sicherheitsdokumenten, wie etwa die Vortäuschung einer Miniatur (Tilt-Shift-Effekt). Derartige visuelle Effekte sind für den Betrachter, insbesondere bei Wasserzeichen von Sicherheitsdokumenten, visuell ansprechend, aber völlig unerwartet und weisen so einen hohen Aufmerksamkeits- und Wiedererkennungswert auf.Irrespective of the image content represented by the watermark, the central subarea permits the representation of fine image details and thus high image sharpness, while the surrounding subarea is only able to display comparatively coarse image structures due to the low spatial frequency and the image thus appears blurred there. The targeted control of sharpness and blur distribution in a watermark allows the generation of novel watermark effects in security documents, such as the pretense of a miniature (tilt-shift effect). Such visual effects are visually appealing but totally unexpected to the viewer, especially watermarks of security documents, and thus have a high attention and recognition value.

Die Ortsfrequenz stellt dabei ein Maß zur Quantifizierung der Bildschärfe dar. Sie gibt an, wie viele schwarz/weiße Linienpaare pro Längeneinheit maximal auflösbar sind, und wird üblicherweise in der Einheit Lp/mm (Linienpaare pro Millimeter) angegeben. Eine hohe Bildschärfe entspricht dabei einer hohen Ortsfrequenz, eine niedrige Bildschärfe einer niedrigen Ortsfrequenz.The spatial frequency represents a measure for the quantification of the image sharpness. It indicates how many black / white line pairs per unit of length are maximally resolvable, and is usually given in the unit Lp / mm (line pairs per millimeter). A high image sharpness corresponds to a high spatial frequency, a low image sharpness of a low spatial frequency.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt die mittlere Ortsfrequenz im zentralen Teilbereich des Wasserzeicheneinsatzes um mehr als 50%, vorzugsweise um mehr als 100% über der mittleren Ortsfrequenz des umgebenden Teilbereichs. Die Bezeichnung ”mittlere Ortsfrequenz” trägt dabei der Tatsache Rechnung, dass die Ortsfrequenz nicht im gesamten zentralen bzw. umgebenden Teilbereich konstant sein muss. Durch den großen Unterschied in der Schärfe bzw. Unschärfe entsteht sich ein starker und auffälliger visueller Effekt.In an advantageous embodiment, the mean spatial frequency in the central subregion of the watermark insert is more than 50%, preferably more than 100% above the mean spatial frequency of the surrounding subregion. The term "average spatial frequency" takes account of the fact that the spatial frequency does not have to be constant in the entire central or surrounding subarea. Due to the large difference in the sharpness or blur, a strong and eye-catching visual effect is created.

Mit Vorteil beträgt die mittlere Ortsfrequenz im zentralen Teilbereich 0,8 Lp/mm oder mehr, vorzugsweise sogar 1,0 Lp/mm oder mehr. Die mittlere Ortsfrequenz im umgebenden Teilbereich beträgt vorzugsweise 0,5 Lp/mm oder weniger, insbesondere 0,25 Lp/mm oder weniger.Advantageously, the mean spatial frequency in the central subregion is 0.8 Lp / mm or more, preferably even 1.0 Lp / mm or more. The average spatial frequency in the surrounding portion is preferably 0.5 Lp / mm or less, more preferably 0.25 Lp / mm or less.

Das mehrstufige Relief besteht vorteilhaft aus einer Vielzahl von Bildelementen, die zusammen das gewünschte Bildmotiv bilden. Auch wenn die konkrete Form der Bildelemente von dem jeweils dargestellten Bildinhalt abhängt, ist die minimale Größe der Bildelemente in den beiden Teilbereichen stets durch die Ortsfrequenzen vorgegeben. Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, dass die Bildelemente des mehrstufige Reliefs im zentralen Teilbereich eine minimale Größe von 0,6 mm × 0,6 mm oder weniger, vorzugsweise von 0,5 mm × 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt von 0,4 mm × 0,4 mm oder weniger aufweisen. Die Bildelemente des mehrstufigen Reliefs im umgebenden Teilbereich weisen vorteilhaft eine minimale Größe von 1,0 mm × 1,0 mm oder mehr, vorzugsweise von 1,5 mm × 1,5 mm oder mehr, besonders bevorzugt von 2,0 mm × 2,0 mm oder mehr auf.The multi-level relief advantageously consists of a plurality of picture elements, which together form the desired picture motif. Even if the concrete form of the picture elements depends on the picture content displayed in each case, the minimum size of the picture elements in the two subregions is always predetermined by the spatial frequencies. It is advantageously provided that the image elements of the multi-level relief in the central subregion have a minimum size of 0.6 mm × 0.6 mm or less, preferably 0.5 mm × 0.5 mm or less, particularly preferably 0, 4 mm × 0.4 mm or less. The picture elements of the multi-level relief in the surrounding subarea advantageously have a minimum size of 1.0 mm × 1.0 mm or more, preferably 1.5 mm × 1.5 mm or more, more preferably 2.0 mm × 2.0 mm or more.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der zentrale Teilbereich und der umgebende Teilbereich jeweils streifenförmig ausgebildet. Insbesondere kann der zentrale Teilbereich durch einen mittleren von drei Streifen und der umgebende Teilbereich durch die beiden äußeren der drei Streifen gebildet sein. Mit einer derartigen Anordnung lässt sich eine Miniatur-Vortäuschung im Wasserzeichen besonders gut verwirklichen, da ein scharfer streifenförmiger Mittelbereich, umgeben von unscharfen streifenförmigen Randbereichen den visuellen Eindruck einer Miniaturbetrachtung betont und verstärkt.In an advantageous embodiment of the central portion and the surrounding portion are each formed strip-shaped. In particular, the central portion may be formed by a middle of three strips and the surrounding portion by the two outer of the three strips. With such an arrangement, a miniature pretense in the watermark can be realized particularly well, since a sharp strip-shaped central region, surrounded by blurred strip-shaped edge regions emphasizes and enhances the visual impression of a miniature view.

Der zentrale Teilbereich nimmt auf dem Relief zweckmäßig weniger als 60%, vorzugsweise weniger als 40% der Fläche des umgebenden Teilbereichs ein.The central partial area expediently occupies less than 60%, preferably less than 40% of the area of the surrounding partial area on the relief.

Besonders vorteilhaft kommt der beschriebene Effekt zur Geltung, wenn das Wasserzeichen ein schräg von oben betrachtetes Motiv, insbesondere ein Architekturmotiv darstellt.The effect described is particularly advantageous if the watermark represents a motif viewed obliquely from above, in particular an architectural motif.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wasserzeicheneinsatz ein perforierter Spritzgusseinsatz. Der Spritzgusseinsatz ist dabei zweckmäßig aus einem hydrophoben Kunststoff, beispielsweise aus Polyoxymethylen gebildet. Zur Verringerung der Abnutzung im Betrieb können dem Kunststoff verschleißreduzierende Additive zugesetzt sein.In an advantageous embodiment, the watermark insert is a perforated injection-molded insert. The injection molding insert is expediently formed from a hydrophobic plastic, for example polyoxymethylene. To reduce wear during operation, the plastic may be added with wear-reducing additives.

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.Although the injection molding process for making the watermark insert is presently preferred, the watermark insert may also be made by deep drawing or hot stamping. In all manufacturing methods, a separate watermark insert can first be produced and perforated, and the separately produced watermark insert then connected to the carrier screen, in particular welded or glued. Alternatively, for example, first of all a plastic plate can be inserted into the carrier screen, and a watermark insert can be produced from the plastic plate used in the deep-drawing process or in the hot stamping process. In a subsequent method step, the watermark insert integrated in the carrier screen is then perforated, optionally together with the carrier screen. When using a deep-drawing process, an already pre-perforated plastic plate can also be used so that the subsequent perforating step can be dispensed with. Finally, the watermark insert can be injected with a corresponding tool shape directly into a cut-out portion of the mesh, so that a particularly intimate connection with the mesh arises. The dewatering screen may also have a plastic overmold or plastic backshell that connects the watermark insert to the carrier screen.

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.The watermark insert is preferably arranged in a cut-out region of the carrier screen and connected thereto only in a preferably serrated edge region. For this purpose, for example, by means of a laser cutting device at the location of the screen mesh, on which the watermark insert is provided, a recess can be produced which is slightly smaller, for example 1/10 mm smaller than the desired shape of the watermark insert. The edge region can be designed in particular in the form of a pattern, preferably in a serrated form. In this cut-out portion of the watermark insert can be inserted or preferably injected, as described above.

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.The support screen advantageously comprises a screen fabric with at least one system of interwoven, longitudinally extending warp threads and weft threads extending transversely thereto, the screen fabric advantageously comprising either a metal fabric, in particular a bronze fabric, a metal-plastic mixed fabric, in particular a bronze plastic Mixed fabric, or contains a pure plastic fabric.

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.Further, the watermark insert preferably has a plurality of perforations that ensure dewatering in papermaking. The dimensions of these drainage perforations are chosen so small that they do not adhere to fibers during papermaking. Typical perforation diameters are between 100 μm and a few 100 μm, for example about 500 μm. The perforations preferably taper towards the upper design surface of the watermark insert.

Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Papierherstellung, bei dem

– ein Trägersieb bereitgestellt wird,
– ein Wasserzeicheneinsatz mit einem mehrstufigen Relief in Form eines zu erzeugenden Wasserzeichens in einem Teilbereich des Trägersiebs angeordnet wird, wobei das mehrstufige Relief des Wasserzeicheneinsatzes mit einem zentralen Teilbereich mit hoher Ortsfrequenz und mit einem den zentralen Teilbereich umgebenden Teilbereich niedriger Ortsfrequenz erzeugt wird, und
– der Wasserzeicheneinsatz durch Einwirkung von Laserstrahlung mit Entwässerungsperforationen versehen wird.

The invention also includes a process for producing a dewatering screen for papermaking, in which

A support screen is provided,
- A watermark insert is arranged with a multi-level relief in the form of a watermark to be generated in a portion of the support frame, the multi-level relief of the watermark insert is generated with a central portion of high spatial frequency and surrounding the central portion of low spatial frequency portion, and
- The watermark insert is provided by the action of laser radiation with drainage perforations.

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. Preferably, in the method, the carrier screen is cut out in the region of the watermark to be generated, and the watermark insert is injected in the cut-out region of the carrier screen. Alternatively, the watermark insert can also be manufactured and perforated as a separate watermark insert and welded or glued to the carrier screen.

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.Further exemplary embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, in the representation of which a representation true to scale and proportion has been dispensed with in order to increase the clarity.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Banknote, die ein mehrstufiges Wasserzeichen mit Teilbereichen unterschiedlicher Bildschärfe aufweist, 1 a schematic representation of a banknote, which has a multi-level watermark with partial areas of different image sharpness,

2 eine Aufsicht auf ein mehrstufiges Wasserzeichen, das Streifen unterschiedlicher Bildschärfe aufweist, und 2 a view of a multi-level watermark, the strip has different image sharpness, and

3 eine schematische Darstellung eines Entwässerungssiebs, das zur Erzeugung des Wasserzeichen der 1 eingesetzt wird, wobei (a) eine Aufsicht auf das Entwässerungssieb und (b) einen Querschnitt entlang der Linie B-B von (a) zeigt, 3 a schematic representation of a dewatering screen, which is used to generate the watermark of 1 (a) shows a plan view of the dewatering screen and (b) a cross section along the line BB of (a),

Die Erfindung wird nun am Beispiel von Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die ein mehrstufiges Wasserzeichen 12 mit Teilbereichen 14, 16 unterschiedlicher Bildschärfe aufweist. Das Wasserzeichen 12 zeigt im Ausführungsbeispiel eine sogenannte Tilt-Shift-Miniatur, also ein Bild einer lebensgroßen Szene, die durch eine besondere Verteilung von Schärfe und Unschärfe im Bild wie eine Aufnahme eines Miniaturmodells oder einer Spielzeuglandschaft wirkt. Das zur Illustration in 1 verwendete Motiv basiert auf einer Aufnahme des Autors Gregkeene mit dem Titel ”Oregon State Beaves Tilt-Shift Miniature” und steht unter der Creative Commons Attribution 3.0 Unported Lizenz.The invention will now be explained using the example of banknotes. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 , which is a multi-level watermark 12 with subareas 14 . 16 has different image sharpness. The watermark 12 shows in the embodiment, a so-called tilt-shift miniature, so an image of a life-size scene, which acts as a recording of a miniature model or toy landscape by a special distribution of sharpness and blur in the image. This for illustration in 1 The motif used is based on a recording by author Gregkeene titled "Oregon State Beaves Tilt-Shift Miniature" and is under the Creative Commons Attribution 3.0 Unported license.

Wasserzeichen mit auf gezieltem Einsatz von Schärfe und Unschärfe beruhenden visuellen Effekten sind für den Betrachter visuell ansprechend, aber bei Banknoten unerwartet, und weisen daher einen hohen Aufmerksamkeits- und Wiedererkennungswert auf.Watermarks with visual effects based on deliberate use of sharpness and blurring are visually appealing to the viewer, but are unexpected in banknotes and therefore have a high attention and recognition value.

Das Zustandekommen des visuellen Eindrucks eines Miniaturmodells im Wasserzeichen 12 und die Ausgestaltung des für die Herstellung verwendeten Entwässerungssiebs werden nun mit Bezug auf die 2 und 3 näher erläutert.The realization of the visual impression of a miniature model in the watermark 12 and the configuration of the dewatering screen used for the production will now be described with reference to FIGS 2 and 3 explained in more detail.

Zunächst zeigt 2 eine Aufsicht auf ein Wasserzeichen 20, das drei Bildstreifen 22, 24, 26 mit unterschiedlicher Bildscharfe aufweist. Zur Illustration der unterschiedlichen Schärfe bzw. Unschärfe ist dabei in jedem Teilbereich des Wasserzeichens 20 ein Rechteck-Linienraster dargestellt, bei dem die Breite der schwarz/weißen Linienpaare vom linken zum rechten Rand des Wasserzeichens kontinuierlich abnimmt.First shows 2 a top view of a watermark 20 , the three picture strips 22 . 24 . 26 having different image sharpness. To illustrate the different sharpness or blur is in each subsection of the watermark 20 a rectangle line grid is shown, in which the width of the black / white line pairs decreases continuously from the left to the right edge of the watermark.

Wie oben bereits erläutert, wird zur Quantifizierung der Bildschärfe die Ortsfrequenz herangezogen, also der Kehrwert der minimalen aufgelösten Breite von schwarz/weißen Linienpaaren, angegeben in Linienpaaren pro Millimeter (Lp/mm). Eine hohe Bildschärfe entspricht einer hohen Ortsfrequenz, eine niedrige Bildschärfe einer niedrigen Ortsfrequenz.As already explained above, the spatial frequency is used to quantify the image sharpness, ie the reciprocal of the minimum resolved width of black / white line pairs, indicated in line pairs per millimeter (Lp / mm). A high image sharpness corresponds to a high spatial frequency, a low image sharpness of a low spatial frequency.

Im in 2 zentralen Streifen 24 weist das Wasserzeichen 20 eine hohe Ortsfrequenz und damit hohe Schärfe auf, so dass dort auch die eng benachbarten Linienpaare des rechten Bildrands (Bezugsreichen 30-R) noch gut unterscheidbar sind. In den ober- und unterhalb des zentralen Streifens 24 liegenden Streifen 22 und 26 weist das Wasserzeichen 20 dagegen eine wesentlich geringere Ortsfrequenz und damit eine deutlich geringer Schärfe auf. Beispielsweise kann der zentrale Streifen 24 eine Ortsfrequenz von 1,25 Lp/mm aufweisen, während die Streifen 22, 26 nur eine Ortsfrequenz von 0,5 Lp/mm haben.Im in 2 central strip 24 has the watermark 20 a high spatial frequency and thus high sharpness, so that there are also the closely adjacent line pairs of the right edge of the screen (Bezugsreichen 30-R ) are still well distinguishable. In the above and below the central strip 24 lying strips 22 and 26 has the watermark 20 however, a much lower spatial frequency and thus a significantly lower sharpness. For example, the central strip 24 have a spatial frequency of 1.25 Lp / mm while the stripes 22 . 26 only have a spatial frequency of 0.5 Lp / mm.

Wie in 2 deutlich zu erkennen, sind in den Streifen 22, 26 zwar die breiten Linienpaare des linken Bildrands (Bezugszeichen 30-L) gut zu unterscheiden, mit abnehmender Linienbreite zur Bildmitte (Bezugszeichen 30-M) hin nimmt aber auch die Unterscheidbarkeit der Linienpaare rasch ab, bis die eng benachbarten Linienpaare des rechten Bildrands (Bezugszeichen 30-R) nicht mehr unterscheidbar sind. Innerhalb des Wasserzeichens 20 bildet der Streifen 24 so einen zentralen Teilbereich hoher Ortsfrequenz, der von einem durch die Streifen 22, 26 gebildeten Teilbereich niedriger Ortsfrequenz umgeben ist.As in 2 clearly visible in the stripes 22 . 26 Although the wide line pairs of the left edge of the image (reference numeral 30-L ), with decreasing line width to the center of the image (reference numeral 30-M ) but also the distinctness of the line pairs decreases rapidly until the closely adjacent line pairs of the right edge of the image (reference numeral 30-R ) are no longer distinguishable. Inside the watermark 20 makes the strip 24 so a central portion of high spatial frequency, the one by the stripes 22 . 26 Surrounding part formed low spatial frequency is surrounded.

An dieser Stelle sei betont, dass die Ortsfrequenz der Streifen 22, 24, 26 unabhängig vom konkret dargestellten Bildinhalt ist. Die Ortsfrequenz gibt vielmehr an, mit welcher Schärfe ein beliebiger, an dieser Stelle vorliegender Bildinhalt überhaupt dargestellt werden kann. Beispielsweise erlaubt die hohe Ortsfrequenz des Streifens 24 eine kantenscharfe Darstellung der breiten Linienpaare am linken Bildrand (30-L). In den Streifen 22, 26 sind die Kanten der breiten Linienpaare des linken Bildrands dagegen wegen der niedrigeren Ortsfrequenz unscharf und erscheinen verwaschen. Der zugrunde liegende Bildinhalt, ein Rechteck-Linienraster mit abnehmender Linienpaarbreite, ist jedoch in allen Streifen 22, 24, 26 derselbe.At this point it should be emphasized that the spatial frequency of the stripes 22 . 24 . 26 regardless of the image content actually shown. Rather, the spatial frequency indicates the sharpness with which any image content present at this point can be represented at all. For example, the high spatial frequency of the strip allows 24 a sharp-edged representation of the wide line pairs on the left edge of the image ( 30-L ). In the stripes 22 . 26 In contrast, the edges of the wide line pairs of the left edge of the image are out of focus due to the lower spatial frequency and appear washed out. The underlying image content, a rectangle line grid with decreasing Line pair width, but is in all stripes 22 . 24 . 26 the same.

Die gezielte Schärfe/Unschärfeverteilung im Wasserzeichen 20 kann insbesondere zur Vortäuschung einer Miniatur eingesetzt werden, wie in 1 gezeigt, da das Einbringen von Unschärfe in Bildteile, die eine scharfen zentralen Bildteil umgeben, die geringe Schärfentiefe simulieren, die sich bei der Nahfotografie einer Miniatur ergibt.The targeted sharpness / blur distribution in the watermark 20 can be used in particular to simulate a miniature, as in 1 shown as the introduction of blur in image parts that surround a sharp central part of the picture, simulate the shallow depth of field that results in the close-up photography of a miniature.

Um nun das Wasserzeichen 12 der 1 mit gezielter Schärfe/Unschärfeverteilung zu erhalten, wird erfindungsgemäß das in 3 schematisch dargestellte Entwässerungssieb 40 eingesetzt. Dabei zeigt 3(a) eine Aufsicht auf das Entwässerungssieb und 3(b) einen Querschnitt entlang der Linie B-B von 3(a).Now the watermark 12 of the 1 obtained with a specific sharpness / blur distribution, according to the invention in 3 schematically illustrated drainage screen 40 used. It shows 3 (a) a top view of the drainage screen and 3 (b) a cross section along the line BB of 3 (a) ,

Das Entwässerungssieb 40 umfasst ein Trägersieb 42 mit einem Siebgewebe 44, welches in einem Teilbereich 50 ausgeschnitten ist. 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.The drainage screen 40 includes a carrier screen 42 with a mesh 44 which is in a subarea 50 is cut out. The mesh 44 at least each has a system of interwoven, longitudinally extending warp threads 46 and transverse thereto weft threads 48 on. In the context of the present invention, the screen fabric may for example contain a metal fabric, in particular a bronze fabric, a metal-plastic mixed fabric, in particular a bronze-plastic blended fabric, or even a pure plastic fabric. The carrier screen 42 can contain both a single-layered and a multi-layered screen fabric, wherein for the sake of simplicity, only single-layer screen fabrics are shown in the figures.

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 wird und dabei eine besonders innige Verbindung mit dem Siebgewebe eingeht.In the cut-out section 50 of the mesh fabric 44 is a plastic watermark insert 60 arranged at its edge with the screen mesh 44 connected is. The connection can in principle be made in many ways, for example by a plastic encapsulation or back injection, with the aid of a plurality along the edge arranged fastening knobs, or by welding or gluing. In the embodiment, another variant is realized in which the plastic watermark insert 60 an injection molding element is, with an appropriate tool shape directly into the cut portion 50 of the mesh fabric 44 is injected and thereby enters into a particularly intimate connection with the mesh.

Der spritzgegossene Wasserzeicheneinsatz 60 weist ein mehrstufiges Relief 62 auf, das in der Figur lediglich der einfacheren Darstellung halber als zweistufiges Relief dargestellt ist. Das mehrstufige Relief 62 enthält einen zentralen Teilbereich 64 mit hoher Ortsfrequenz und einen den zentralen Teilbereich umgebenden Teilbereich 66 niedriger Ortsfrequenz. Im Ausführungsbeispiel weist der zentrale Teilbereich 64 beispielsweise eine Ortsfrequenz von 1,25 Lp/mm auf, während der umgebende Teilbereich 66 eine Ortsfrequenz von nur 0,5 Lp/mm aufweist. Die unterschiedlichen Ortsfrequenzen sind in 3 durch eng benachbarte quadratische Pixelelemente 64-P bzw. durch weiter beabstandete quadratische Pixelelemente 66-P veranschaulicht.The injection molded watermark insert 60 has a multi-level relief 62 on, which is shown in the figure only for the sake of simplicity of representation as a two-stage relief. The multi-level relief 62 contains a central subarea 64 with high spatial frequency and a partial area surrounding the central partial area 66 low spatial frequency. In the exemplary embodiment, the central subarea 64 For example, a spatial frequency of 1.25 Lp / mm, while the surrounding portion 66 has a spatial frequency of only 0.5 Lp / mm. The different spatial frequencies are in 3 through closely adjacent square pixel elements 64-P or by more widely spaced square pixel elements 66-P illustrated.

Wie aus den Darstellungen der 3 unmittelbar ersichtlich, können mit den eng benachbarten Pixelelementen 64-P des Teilbereichs 64 wesentlich feinere Bilddetails dargestellt werden als mit den weiter beabstandeten Pixelelementen 66-P des Teilbereichs 66. Der vom Teilbereich 64 erzeugte Teilbereich 14 des Wasserzeichens 12 (1) weist daher eine deutlich höhere Bildschärfe auf als der vom Teilbereich 66 erzeugte Teilbereich 16, so dass die gewünschte Schärfe/Unschärfeverteilung im Wasserzeichen 12 erreicht wird.As from the representations of 3 Immediately apparent, with the closely adjacent pixel elements 64-P of the subarea 64 much finer image details are displayed than with the more spaced pixel elements 66-P of the subarea 66 , The part of the section 64 generated subarea 14 of the watermark 12 ( 1 ) therefore has a much higher image sharpness than that of the subarea 66 generated subarea 16 , so that the desired sharpness / blur distribution in the watermark 12 is reached.

In der Praxis hängt die tatsächliche Form der Bildelemente des Reliefs 62 natürlich von dem konkret dargestellten Bildinhalt ab. Im Teilbereich 64 können die Bildelemente allerdings eine minimale Größe von 0,4 mm × 0,4 mm aufweisen, entsprechend einer Breite eines Linienpaars von 2 × 0,4 mm = 0,8 mm oder, als Ortsfrequenz ausgedrückt, 1,25 Lp/mm. Die Pixelelemente 64-P der 3 stellen gerade solche Bildelemente minimaler Größe im Teilbereich 64 dar. Entsprechend können die Bildelemente im Teilbereich 66 minimal eine Größe von 1,0 mm × 1,0 mm aufweisen, entsprechend einer Breite eines Linienpaars von 2 × 1,0 mm = 2,0 mm oder, als Ortsfrequenz ausgedrückt, 0,5 Lp/mm. Die Pixelelemente 66-P der 3 stellen gerade solche Bildelemente minimaler Größe im Teilbereich 66 dar.In practice, the actual shape of the picture elements of the relief depends 62 Of course, from the image content shown concretely. In the subarea 64 however, the picture elements may have a minimum size of 0.4 mm × 0.4 mm, corresponding to a width of a line pair of 2 × 0.4 mm = 0.8 mm or, expressed as spatial frequency, 1.25 Lp / mm. The pixel elements 64-P of the 3 make just such picture elements of minimum size in the subarea 64 Accordingly, the picture elements in the sub-area 66 have a minimum size of 1.0 mm × 1.0 mm, corresponding to a width of a line pair of 2 × 1.0 mm = 2.0 mm or, expressed as spatial frequency, 0.5 Lp / mm. The pixel elements 66-P of the 3 make just such picture elements of minimum size in the subarea 66 represents.

Um die Entwässerung bei der Papierherstellung auch im Bereich des Wasserzeicheneinsatzes 60 sicherzustellen, ist dieser mit einer Mehrzahl von Perforationen 68 versehen. Der Durchmesser der Perforationen 68 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.To the dewatering in papermaking also in the field of watermark use 60 ensure this is with a plurality of perforations 68 Mistake. The diameter of the perforations 68 is chosen so small that they do not adhere to fibers during paper production. Typical perforation diameters are between 100 μm and a few 100 μm, for example about 500 μm.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Banknotebill
1212: Wasserzeichenwatermark
14, 1614, 16: Teilbereiche unterschiedlicher BildschärfeSubareas of different image sharpness
2020: Wasserzeichenwatermark
22, 24, 2622, 24, 26: Streifen mit unterschiedlicher BildschärfeStripes with different image sharpness
30-L, 30-M, 30-R 30-L, 30-M, 30-R: linker Bildrand, Bildmitte, rechter Bildrandleft edge of picture, center of picture, right edge of picture
4040: Entwässerungssiebdewatering
4242: Trägersiebsupport screen
4444: Siebgewebemesh
4646: Kettfädenwarp
4848: Schussfädenwefts
5050: ausgeschnittener Teilbereichcut out section
6060: WasserzeicheneinsatzWatermark use
6262: mehrstufiges Reliefmulti-level relief
6464: zentraler Teilbereichcentral subarea
64-P64-P: Pixelelementepixel elements
6666: umgebender Teilbereichsurrounding subarea
66-P66-P: Pixelelementepixel elements
6868: Perforationenperforations

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2008/071325 A1 [0004]

Claims

Entwässerungssieb for the production of paper with multi-level watermark, with a carrier screen having a watermark insert in a partial area with a multi-level relief in the form of the watermark to be generated, characterized in that the multi-level relief of the watermark insert a central portion with high spatial frequency and one central subregion surrounding portion of low spatial frequency has.

Entwässerungssieb according to claim 1, characterized in that the average spatial frequency in the central portion is more than 50%, preferably more than 100% above the average spatial frequency of the surrounding portion.

Entwässerungssieb according to claim 1 or 2, characterized in that the average spatial frequency in the central portion of 0.8 Lp / mm or more, preferably 1.0 Lp / mm or more, and / or that the average spatial frequency in the surrounding portion 0.5 Lp / mm or less, preferably 0.25 Lp / mm or less.

Entwässerungssieb according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the pixels of the multi-level relief in the central portion of a minimum size of 0.6 mm × 0.6 mm or less, preferably 0.5 mm × 0.5 mm or less, more preferably of 0.4 mm × 0.4 mm or less, and / or that the picture elements of the multi-level relief in the surrounding subregion have a minimum size of 1.0 mm × 1.0 mm or more, preferably 1, 5 mm × 1.5 mm or more, particularly preferably 2.0 mm × 2.0 mm or more.

Entwässerungssieb according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the central portion and the surrounding portion are each formed strip-shaped.

Drainage screen according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the central portion on the relief occupies less than 60%, preferably less than 40% of the area of the surrounding portion.

Entwässerungssieb according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the watermark is an obliquely viewed from above motif, in particular an architectural motif.

Drainage screen according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the watermark insert is formed by an injection-molded, perforated watermark insert.

Entwässerungssieb according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the watermark insert is welded or glued to the support screen, or is injected directly into the support wire.

Drainage screen according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the watermark insert is arranged in a cut-out region of the carrier screen and is connected to it only in a preferably serrated edge region.

Entwässerungssieb according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the dewatering screen has a plastic encapsulation or plastic back injection, which connects the watermark insert with the support screen.

Dewatering screen according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the support screen has a screen fabric with at least one system of interwoven, longitudinally extending warp threads and weft threads extending transversely thereto, wherein the screen fabric with advantage either a metal fabric, in particular a bronze fabric contains a metal-plastic blended fabric, in particular a bronze-plastic blended fabric, or contains a pure plastic fabric.

Dewatering screen according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the watermark insert has a plurality of perforations whose dimensions are so small that they do not adhere to fibers during papermaking.

Process for producing a dewatering screen for papermaking, in which A support screen is provided, - A watermark insert is arranged with a multi-level relief in the form of a watermark to be generated in a portion of the support frame, the multi-level relief of the watermark insert is generated with a central portion of high spatial frequency and surrounding the central portion of low spatial frequency subregion, and - The watermark insert is provided by the action of laser radiation with drainage perforations.

A method according to claim 14, characterized in that the support wire in the region of the watermark to be generated is cut, and the watermark insert is injected in the cut portion of the support screen.

A method according to claim 14, characterized in that the watermark insert is produced and perforated as a separate watermark insert, and is welded or glued to the carrier screen.