DE3441433C2 - Egoutteur zur Herstellung von Papier mit einem Wasserzeichenmuster - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Egoutteur für die Herstellung von Papier mit einem Wasserzeichenmuster, das einem Oxfordtuch nachgebildet ist.

Bei der Papierherstellung werden Wasserzeichen üblicherweise gebildet, indem das noch feuchte Papiervlies mit einem Egoutteur in Berührung gebracht wird, der erhabene und/oder ausgesparte Oberflächenbereiche aufweist. Ein dunkles Zeichen oder "Schattenzeichen" wird auf dem Papier an solchen Flächenbereichen gebildet, die mit den Aussparungen an der Oberfläche des Egoutteurs in Berührung kommen, wobei derartige Zeichen dadurch zustande kommen, daß die Fasern der Papiermasse sich in den Aussparungen ansammeln, während das Papiervlies unter dem Egoutteur auf der Papierherstellungsmaschine hindurchläuft. Helle Wasserzeichen oder auch "Drahtzeichen" werden an Oberflächenbereichen gebildet, die mit den erhabenen Teilen an der Oberfläche des Egoutteurs in Berührung kommen. Diese Zeichen entstehen dadurch, daß die erhabenen Oberflächenteile des Egoutteurs die Fasern im Papiervlies verdrängen, wodurch Flächenbereiche entstehen, an denen die Fasern weniger konzentriert sind, so daß das Papier dort eine höhere Lichtdurchlässigkeit aufweist.

Im Stand der Technik werden "Schattenzeichen" gebildet, indem die Oberfläche des Drahtgitters, aus dem der Egoutteur gebildet ist, eingedrückt wird, und die obengenannten "Drahtzeichen" werden gebildet, indem Drahtstücke, sogenannte Elektrodrähte, an der Gitteroberfläche des Egoutteurs angelötet werden. Beispiele hierfür sind in den US-PS 353 666 und 1 571 715 beschrieben.

Bei dem in der letztgenannten Druckschrift sowie in der Zeitschrift "Theorie und Praxis der Wasserzeichenherstellung mit dem Egoutteur", Heft 8, 1970, Seiten 355 bis 358 beschriebenen Egoutteur sind auf der Außenfläche des Drahtsiebes eine Mehrzahl von im wesentlichen geraden Drahtstücken aufgelötet, die parallel zu den Drähten des Egoutteurs orientiert sind. Der in der US-PS 1 571 715 beschriebene Egoutteur weist auch Ausnehmungen auf, die aber nur ein hellwirkendes Wasserzeichen erzielen können. Bei dem in der obengenannten Zeitschrift beschriebenen Egoutteur werden "Schattenzeichen" durch Eindrücken des Drahtsiebs ausgebildet.

Aus der US-PS 1 866 811 ist es bekannt, das Drahtsieb eines Egoutteurs mit Vertiefungen zu versehen, die durch Zusammendrücken des Drahtes gebildet sind, aus dem das Sieb des Egoutteurs gebildet ist. Mit dieser Technik lassen sich jedoch nur dunkelwirkende Prägezeichen mit mindestens der zwei- oder dreifachen Breite des Siebdrahtes in einem Papiervlies erzeugen, also Prägezeichen, die beträchtlich breiter sind als die typischen dunklen Linien in einem Oxfordtuch.

In der DE-PS 75 256 ist ein Verfahren und die zugehörige Vorrichtung beschrieben, um auf eine bereits gefertigte Papierbahn nachträglich ein Wasserzeichen aufzubringen. Zu diesem Zweck wird ein beispielsweise aus dünnem Messing gebildetes Metalltuch verwendet, das über eine bestimmte Strecke parallel zu der bereits gebildeten Papierbahn verläuft, diese Papierbahn berührt und mit der gleichen Geschwindigkeit wie diese Papierbahn bewegt wird. Auf die zu der Papierbahn entgegengesetzte Seite des die Papierbahn berührenden Abschnittes des Metalltuches wird vorzugsweise Papiermasse aufgebracht, die sich durch Durchbrechungen in dem Metalltuch hindurch auf der darunterliegenden Papierbahn absetzt. Dadurch wird auf die Papierbahn zusätzliches Material aufgebracht, welches Wasserzeichen bildet, die als Schattenzeichen bekannt sind. Zum Erzeugen des Wasserzeichens wird hier kein Drahtsieb, sondern eine Schablone verwendet und das Wasserzeichen wird nicht beim Herstellen der Papierbahn ausgebildet, sondern nachträglich aufgebracht.

Es ist auch aus der US-PS 1 616 222 bereits bekannt, Wasserzeichen auf Papier aufzubringen, indem die Entwässerungsrate des Fourdrinier'schen Siebes dadurch verändert wird, daß die Gitterstruktur des Siebes verändert wird, beispielsweise durch Verwendung einer größeren Drahtstärke für das Sieb oder gar durch Fortlassen eines Siebdrahtes. Ein solches Wasserzeichen weist aber eine regelmäßige Struktur auf, da immer nur durchgehende Siebdrähte ausgelassen bzw. eingearbeitet werden können, weshalb lokal begrenzte Wasserzeichen, die der Struktur eines Oxfordtuches nachempfunden sind, nicht erzeugt werden können.

Auch in der DE-PS 4 09 586 ist ein Egoutteur beschrieben, der ein zylindrisches Drahtsieb, das auf einem zylindrischen Rahmen angebracht ist, eine Mehrzahl von geraden Drahtstücken, insbesondere Elektrodrahtabschnitten, die auf der Außenfläche des Drahtsiebs aufgelötet sind und eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Egoutteur zu schaffen, der für die Herstellung von Papier geeignet ist, das mit einem Wasserzeichenmuster versehen ist, das einem Oxfordtuch nachgebildet ist.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, den Patentansprüchen und der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Oberflächendarstellung eines durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Papiers, dessen Wasserzeichenstruktur ein Oxfordtuch simuliert;

Fig. 2 eine Abwicklung eines Teils eines Egoutteursiebs nach der Erfindung;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Siebs, wobei die Oberflächenveränderungen zur Bildung der Schattenzeichen besonders hervorgehoben sind;

Fig. 4 eine Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Egoutteurs in einer ansonsten herkömmlichen Papierherstellungsmaschine.

Das in Fig. 1 gezeigte Papierblatt 10 trägt ein Wasserzeichen, das ein Oxfordtuch simuliert. Die simulierte Webstruktur besteht aus einem gewebten Hintergrundmuster 12 mit simulierten "Webfehlern" in Form von durchscheinenden Linien 14 und dunklen Linien 16. Diese Linien sind so ausgebildet, daß sie die Variationen simulieren, die normalerweise bei einem Oxfordtuch aufgrund von Änderungen der Fasern, der Webstruktur und des Farbstoffes beobachtet werden. Zusätzlich zu der simulierten Webstruktur kann das Papier ein oder mehrere herkömmliche Wasserzeichen tragen, beispielsweise den Namen des Papierherstellers, ein Firmenzeichen o. dgl.

Das in Fig. 1 dargestellte Papier wird unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Egoutteurs in Verbindung mit einer herkömmlichen Papierherstellungstechnik gefertigt.

Der Egoutteur ist üblicherweise in der Nähe des Ende des Siebabschnittes der Papierherstellungsmaschine angeordnet, wo das Papiervlies in der üblichen Weise das Langsieb verläßt. An dieser Stelle ist das Vlies noch so feucht, daß die das Papier bildenden Fasern durch die Oberfläche des Egoutteurs noch verlagert werden können. Eine typische Anordnung ist in Fig. 4 gezeigt, wo eine Papierbahn 20 über einen Rollentisch 22 geführt und dann in Berührung mit dem Egoutteur 24 gebracht wird.

Der Egoutteur ist aus einem zylindrischen Rahmen 26 und einem darauf aufgelegten Drahtsieb 28 gebildet. Der Rahmen ist herkömmlich ausgebildet. Üblicherweise wird ein (nicht dargestellter) spiralförmiger Stützdraht im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zwischen zwei Nabenscheiben 29 (von denen nur eine gezeigt ist) am einen bzw. anderen Ende der Rolle aufgewickelt. Die in Längsrichtung verlaufenden Drähte (nicht dargestellt) werden dann zwischen den Nabenscheiben in Längsrichtung der Rolle angeschweißt. Ein weiterer Stützdraht wird dann spiralförmig auf den Umfang der Rolle in entgegengesetzter Richtung zu dem ersten Stützdraht aufgewickelt, um die Steifigkeit des zylindrischen Rahmens zu erhöhen. Jede Nabenscheibe ist mit einem Lager 31 in ihrer Mitte versehen, durch welches der Egoutteur in der Papierherstellungsmaschine gelagert ist. Diese Lager sind nicht erforderlich, wenn der Egoutteur einen Antrieb mit Zapfenlagerung besitzt. Bei einer solchen Ausführungsform sind die Nabenscheiben nicht spinnenartig ausgebildet, sondern besitzen eine konkave Rille, die um jedes offene Seitenteil herumführt und zu dem Antriebsrad der Zapfenlagerung passend ausgebildet ist. Eine Decklage 28 aus Maschendraht ist an den zylindrischen Rahmen durch Anlöten an den Seitenteilen des Rahmens und Einsäumen der Ränder des Maschendrahtes über die Länge der Rolle befestigt. Die Decklage bzw. das Sieb 28 ist auf dem Egoutteur so angeordnet, daß seine Drähte in Längsrichtung und in Umfangsrichtung der Rolle verlaufen.

Zur Erzeugung einer Wasserzeichenstruktur, durch die ein Oxfordtuch simuliert wird, ist der bei dem Egoutteur verwendete Maschendraht vorzugsweise mit größerer Maschenweite und aus einem stärkeren Draht gebildet als bei herkömmlichen Egoutteuren. Herkömmliche Egoutteure sind zur Glättung des Papiers ausgelegt und mit Sieben ausgestattet, die eine relativ kleine Maschenweite besitzen (z. B. 35er bis 40er-Sieb nach US-Norm), wodurch keine Markierungen auf dem Papier hervorgerufen werden. Durch Anwendung einer größeren Maschenweite und eines dickeren Drahtes wird bei der Erfindung auf dem Papier ein zusammengesetztes Wasserzeichen mit durchscheinenden und dunklen Stellen erzeugt, die ein Textilgewebe nachbilden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Siebgitter des Egoutteurs mit Öffnungen von 0,5 bis 2 mm Größe (10 bis 30 Maschen pro Zoll nach US-Norm) und vorzugsweise von 0,7 bis 1,25 mm Größe (15 bis 25 Maschen pro Zoll nach US-Norm) ausgebildet. Diese Siebe werden üblicherweise aus Drähten hergestellt, deren Drahtstärke im Bereich von 0,355 bis 0,508 mm (0,014 bis 0,020 Zoll) Durchmesser liegt.

Wie allgemein bekannt ist, weist ein Oxfordtuch kein vollkommen gleichförmiges Erscheinungsbild auf, sondern enthält Fehlstellen oder Variationen aufgrund von Änderungen der Fasern und/oder der Webstruktur. Gemäß der Erfindung werden simulierte Fehlstellen als Wasserzeichenstruktur reproduziert, und zwar in Form von zufällig verteilten kurzen, im wesentlichen geradlinigen dunklen Linien 16 und durchscheinenden Linien 14.

Um die durchscheinenden Linien 14 zu erzeugen, ist auf der Oberfläche der Decklage bzw. des Siebs 28 des Egoutteurs eine Mehrzahl von im wesentlichen geraden Elektrodrähten 30 aufgelötet. Diese Elektrodrähte sind auf dem Sieb des Egoutteurs zufällig verteilt und verlaufen in derselben Richtung wie die Drähte, aus denen das Sieb besteht. Die Drahtsegmente 30 haben vorzugsweise denselben Durchmesser wie der Draht, aus dem das Sieb 28 gebildet ist. Die Länge der Segmente 30 von der künstlerischen Auslegung des Osfordtuchs ab, liegt aber üblicherweise im Bereich von 12,7 bis 50,8 mm.

Die dunklen Linien 16 werden durch Ausnehmungen 32 in dem Sieb 28 des Egoutteurs gebildet. Üblicherweise werden Aussparungen zur Bildung von Schattenzeichen in den Sieben von Egoutteuren gebildet, indem das Siebgitter erhitzt und örtlich deformiert wird, um Aussparungen in Form von Eindrückungen zu bilden. Diese Technik kann aber bei der Nachahmung eines Oxfordtuchs nicht angewendet werden, denn ein so entstandenes Schattenzeichen hat die zwei- oder dreifache Breite des Siebdrahtes. Diese Breite ist beträchtlich größer als die Breite einer typischen Fehlerstelle in einem Oxfordtuch. Ferner ist das Anbringen von Einprägungen auch unvorteilhaft, weil der Maschendraht von dem Egoutteur entfernt werden muß, um die Aussparung herzustellen. Durch die Erfindung wurde es ermöglicht, Aussparungen herzustellen, die geeignet sind, um schmale Schattenzeichen oder -markierungen zu erzeugen.

Gemäß der Erfindung werden in dem Sieb des Egoutteurs schmale Ausnehmungen 32 gebildet, indem ein Abschnitt des Drahtes entfernt wird, aus dem das Sieb gebildet ist, wie in Fig. 3 gezeigt. Dies geschieht durch Herausschneiden eines Abschnitts 40, und zwar in einer Länge von etwa 12,7 bis 50,8 mm (0,5 bis 2 Zoll) aus dem Sieb und Entfernen dieses Abschnitts. Die Enden 44 des Drahtes 45, aus dem der Abschnitt 40 entfernt wurde, werden fest in das Drahtgitter hineingedrückt, so daß der Egoutteur beim Ablaufen auf dem Papiervlies keine Durchbrüche erzeugt. Die Siebdrähte 42, welche das entfernte Segment 40 überkreuzen, werden unbeschädigt belassen, so daß in dem nach Entfernung des Abschnitts verbliebenen Raum eine gestreckte Ausnehmung 32 entsteht, in der sich Fasern ansammeln. Hierdurch wird ein Schattenzeichen bzw. eine dunkle Linie erzeugt, das bzw. die im wesentlichen dieselbe Breite wie eine Masche des Siebes aufweist.

Durch zufällige Anordnung der Ausnehmungen 32 und der Elektrodrahtabschnitte 30 kann eine Wasserzeichenstruktur erhalten werden, die ein Oxfordtuch nachbildet. Die Aussparungen und Abschnitte können sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung des Egoutteurs verlaufen. Bei jeder zufälligen Anordnung können eine Anzahl von Aussparungen 32 und/oder Elektrodrahtabschnitten 30 einander schneiden.

Die Stärke des Wasserzeichens kann durch herkömmliche Technik gesteuert werden, z. B. Verstärken des Drucks des Egoutteurs auf das Papiervlies oder Antreiben des Egoutteurs mit größerer Geschwindigkeit als das Papiervlies.

Claims (7)

1. Egoutteur zur Herstellung von Papier mit einem Wasserzeichenmuster, mit einem zylindrischen Drahtsieb (28), das auf einem zylindrischen Rahmen angebracht ist, einer Mehrzahl von geraden Drahtstücken (30), insbesondere Elektrodrahtabschnitten, die auf der Außenfläche des Drahtsiebes (28) in Richtung der Drähte, aus denen das Drahtsieb gebildet ist, aufgelötet sind, und einer Mehrzahl von Ausnehmungen (32), die in dem Drahtsieb (28) ausgebildet sind und ebenfalls in Richtung der Drähte verlaufen, aus denen das Drahtsieb (28) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (32) durch Entfernen von ausgewählten Drahtabschnitten (40) des Drahtsiebs (28) gebildet sind, wobei die aufgelöteten Drahtstücke (30) und die Ausnehmungen (32) derart auf dem Drahtsieb (28) des Egoutteurs angeordnet sind, daß beim Abrollen des Egoutteurs auf einem Papiervlies ein Wasserzeichenmuster entsteht, welches dem Erscheinungsbild eines Oxfordtuches nachgebildet ist.

2. Egoutteur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte, aus denen das Drahtsieb (28) gebildet ist, in Längsrichtung und zylindrisch um den Egoutteur herum verlaufen.

3. Egoutteur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtsieb (28) Maschenöffnungen im Bereich von etwa 0,59 mm bis 2 mm (Zehner- bis Dreißigersieb nach US-Standard) aufweist.

4. Egoutteur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstärke des Drahtsiebs (28) im Bereich von etwa 0,355 mm bis etwa 0,508 mm Durchmesser liegt.

5. Egoutteur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (32) und die Drahtstücke (30) eine Länge von etwa 12,7 bis 50,8 mm aufweisen.

6. Egoutteur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Entfernen der ausgewählten Drahtabschnitte (40) des Drahtsiebes (28) entstehenden Enden des unterbrochenen Siebdrahtes einzeln zum Inneren des Egoutteurs hin umgebogen sind.

7. Egoutteur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (32) und die aufgelöteten Drahtstücke (30) sowohl in der Umfangsrichtung als auch in der Längsrichtung des Egoutteurs verlaufen.