EP2899312B1 - Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem zweistufigen Wasserzeichen und Verfahren zur Herstellung des Entwässerungssiebes - Google Patents

Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem zweistufigen Wasserzeichen und Verfahren zur Herstellung des Entwässerungssiebes Download PDF

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EP2899312B1
EP2899312B1 EP15000242.6A EP15000242A EP2899312B1 EP 2899312 B1 EP2899312 B1 EP 2899312B1 EP 15000242 A EP15000242 A EP 15000242A EP 2899312 B1 EP2899312 B1 EP 2899312B1
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EP
European Patent Office
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motif
watermark
dewatering screen
elements
component
Prior art date
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EP15000242.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2899312A1 (de
Inventor
Marion Fessl
Thomas Gerhardt
Kathrin Hovestadt
Matthias Pfeiffer
Wolfram Seidemann
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/44—Watermarking devices

Definitions

  • the invention relates to a dewatering screen for the production of paper with a two-stage watermark and a method for producing such a dewatering screen.
  • multi-level When producing paper with watermarks, a distinction is made between two-level watermarks with a strong light-dark effect and multi-level watermarks with smooth transitions between light and dark and a detailed representation of a motif.
  • multi-level is to be understood as a distinction to two-level light-dark watermarks and includes all watermarks with more than two levels of lightness and in particular also includes watermarks with continuous light-dark transitions.
  • a dewatering screen has a carrier screen with a screen surface on which paper is deposited, as well as a perforated plastic watermark insert arranged in a partial area of the carrier screen.
  • electrotypes metal wires or metal moldings, so-called electrotypes
  • electrotypes are typically soldered onto the screen structure in order to completely close the drainage screen at these points.
  • the representable motifs are limited due to the structural requirements for the structure and stability of the electrotypes.
  • the invention is based on the object of creating a dewatering screen for the production of paper with a two-stage watermark that combines a high level of protection against forgery with an attractive visual appearance and great freedom of design for the designer.
  • the basic height level of a motif generation area is that height level which takes up more than 60%, preferably more than 70%, particularly preferably more than 75% of the area of the motif generation area.
  • the motif elements are then formed relative to the basic height level, either by elevations protruding from the base body or by depressions protruding into the base body.
  • the basic height level of the positive motif generation area is advantageously at the height level of the screen surface on which Paper is deposited.
  • the basic height level of the negative motif generation area is advantageously between 0.1 mm and 2 mm above the height level of the screen surface.
  • the basic height level of the base body advantageously falls in a transition area from the negative motif generation area to the positive motif generation area, the transition width of which is 0.6 mm or less, preferably 0.5 mm or less, particularly preferably 0.4 mm or less .
  • the elevations and depressions preferably each have sharp edges with an edge width of 0.6 mm or less, preferably 0.5 mm or less, particularly preferably 0.4 mm or less. Furthermore, in the case of M1) and K1), it is advantageously provided that at least one motif generation area with elevations and at least one motif generation area with depressions directly adjoin one another.
  • the characteristic lateral dimension is in particular the line thickness or the diameter of the motif elements.
  • the large characteristic lateral dimension is advantageously larger by at least a factor 5, in particular by a factor 8, than the small characteristic lateral dimension.
  • the small characteristic lateral dimension is 0.6 mm or less, preferably 0.5 mm or less, particularly preferably 0.4 mm or less.
  • the large characteristic lateral dimension is 1.5 mm or more, preferably 2.0 mm or more, particularly preferably 2.5 mm or more.
  • the motif structures with the large characteristic lateral dimension advantageously have sharp edges with a Edge width of 0.6 mm or less, preferably 0.5 mm or less, particularly preferably 0.4 mm or less.
  • the motif elements of at least one of the motif generation areas advantageously form an alphanumeric character string.
  • the motif elements of at least one of the motif generation areas can form a point or line grid. It can be provided in particular that the dot or line grid is arranged inside or outside of an alphanumeric character string.
  • the motif elements are preferably designed in one piece with the base body. As a result, a particularly high stability of the watermark insert can be ensured with simple production even with small dimensions and sharp edges of the motif elements.
  • the motif elements designed as elevations protrude perpendicularly from the base body and the motif elements designed as depressions protrude perpendicularly into the base body.
  • the watermark insert is an injection-molded insert.
  • the injection-molded insert is expediently formed from a hydrophobic plastic, for example from polyoxymethylene.
  • wear-reducing additives can be added to the plastic.
  • the watermark insert can also be produced using the deep-drawing process or the hot stamping process.
  • a separate watermark insert can first be manufactured and perforated, and the separately produced watermark insert then connected to the carrier screen, in particular welded or glued.
  • a plastic plate can first be inserted into the carrier screen, and a watermark insert can be produced from the inserted plastic plate in the deep-drawing process or in the hot stamping process.
  • the watermark insert integrated in the carrier screen is then perforated, optionally together with the carrier screen.
  • the watermark insert can also be injected directly into a cut-out section of the screen mesh with a corresponding tool shape, so that a particularly intimate connection with the screen mesh is created.
  • the dewatering screen can also have a plastic encapsulation or plastic back injection, which connects the watermark insert to the carrier screen.
  • the watermark insert is preferably arranged in a cut-out area of the carrier screen and is only connected to it in a preferably serrated edge area.
  • a laser cutting device can be used to create a recess at the point of the screen fabric at which the watermark insert is provided, which is somewhat smaller, for example 1/10 mm smaller than the desired shape of the watermark insert.
  • the edge region can in particular be designed in the form of a pattern, preferably in a serrated shape.
  • the watermark insert can be inserted or preferably injected into this cut-out partial area, as described above.
  • the carrier screen advantageously contains a screen fabric with at least one system each of interwoven warp threads running in the longitudinal direction and weft threads running transversely thereto, the screen fabric advantageously being 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 synthetic fabric.
  • the watermark insert preferably has a plurality of perforations which ensure dewatering during paper manufacture.
  • the dimensions of these drainage perforations are selected to be so small that no fibers adhere to them during paper manufacture.
  • Typical perforation diameters are between 100 ⁇ m and a few 100 ⁇ m, for example around 500 ⁇ m.
  • the perforations preferably taper towards the design surface of the watermark insert located at the top.
  • the carrier screen is preferably cut out in the area of the watermark to be generated, and the watermark insert is injected into the cut-out area of the carrier screen.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a top view of a section of a bank note 10 with a two-stage watermark 14 that was generated in the paper substrate 12 of the bank note.
  • the watermark 14 like the watermarks shown below, is shown in black on a white background for illustrative reasons.
  • watermarks represent thin spots in a security paper, for example the paper substrate 12, which are usually barely or not at all recognizable in incident light and which appear in transmitted light with light areas against the darker background of the undiluted paper substrate.
  • the areas that appear dark in transmitted light, in particular the undiluted paper substrate outside the watermark and undiluted partial areas within the watermark, are shown in white in the figures, while the areas that appear light in transmitted light are shown in black. Since the described watermarks each have two levels, they exclusively contain either dark areas (not diluted, white in the figures) or light areas (diluted, black in the figures) and have no intermediate tones.
  • the two-stage watermark 14 shows a motif with two opposing motif components 20, 30, namely a motif component 20 in a positive representation and a directly adjoining motif component 30 in a negative representation.
  • the first motif component 20 contains light motif structures 22 as an image motif, which in the exemplary embodiment form the letters “POS” in front of the dark background 24.
  • the first motif component 20 represents a positive motif component (or: motif component in positive representation), since the light motif structures 22 not only with the dark background 24 of the motif component 20, but also with the dark background of the paper substrate 12 outside the watermark 14 contrast, and the motif component 20 is therefore designed like a conventional positive representation.
  • the second motif component 30 contains dark motif structures 32 as an image motif, in the exemplary embodiment the letters "NEG" "form in front of the light background 34.
  • the second motif component 30 represents a negative motif component (or: motif component in negative representation) in the context of this application, since the dark ones Motif structures 32 contrast with the light background 34, but have the same brightness as the dark background of the paper substrate 12 outside the watermark 14, so that the motif component 30 is designed like a conventional negative representation.
  • the two motif components 20, 30 appear to the viewer with a clearly different, even contradicting appearance. On the one hand, this draws attention to the watermark 14 and, on the other hand, ensures that it is easy to recognize.
  • the contrasting appearance is reinforced by the fact that the positive and negative motif components 20, 30 directly adjoin one another with a sharp transition.
  • both the light motif structures 22 and the dark motif structures 32 are designed with very sharp edges, so that the positive and negative motif components 20, 30 each appear sharp and with high contrast.
  • the dewatering screen 40 comprises a carrier screen 42 with a screen fabric 44 which is cut out in a partial area 50.
  • the screen fabric 44 has at least one system each of interwoven warp threads 46 running in the longitudinal direction and weft threads 48 running transversely thereto.
  • the screen fabric can contain, for example, a metal fabric, in particular a bronze fabric, a metal-plastic mixed fabric, in particular a bronze-plastic mixed fabric, or also a pure plastic fabric.
  • the carrier screen 42 can contain both a single-layer and a multi-layer screen mesh, with only single-layer screen meshes being shown in the figures for the sake of simplicity.
  • a plastic watermark insert 54 which is connected at its edge to the screen fabric 44, is arranged in the cut-out partial area 50 of the screen fabric 44.
  • the connection can be made in a variety of ways, for example by means of a plastic encapsulation or back injection molding, with the aid of a plurality of fastening knobs arranged along the edge, or also by welding or gluing.
  • the plastic watermark insert 54 is an injection-molded element that is injected directly into the cut-out portion 50 of the screen mesh 44 with a corresponding tool shape and thereby forms a particularly intimate connection with the screen mesh.
  • the injection-molded watermark insert 54 consists of a base body 56, which has two opposing motif generating areas 60, 70 on its upper side, which are used to generate the motif components 20, 30 of the watermark motif.
  • Each motif generation area 60, 70 contains one A plurality of motif elements 62 and 72, which are designed in the first motif generation area 60 as elevations 62 protruding from the base body 56 and in the second motif generation area 70 as depressions 72 protruding into the base body 56.
  • the height level 64, 74 of the base body 56 is different in the two motif generation areas 60, 70, the height base level of a motif generation area being defined as that height level that takes up more than 75% of the area of the respective motif generation area.
  • the basic height level of the base body drops in a very narrow transition area 78 with a transition width of only 0.5 mm or less from the negative motif generation area 70 to the positive motif generation area 60.
  • the transition width is the width within which the height difference between the two motif generation areas drops from 90% to 10%.
  • the narrow transition area creates a sharp transition between the positive and negative motif components 20, 30, so that these are directly adjacent to one another (butt to abut) ( Fig. 1 ).
  • the height level 64 of the base body 56 is at the level of the screen surface 52. Starting from this height level 64, the motif elements 62 of the first motif generation area 60 represent protrusions protruding from the base body 56 A dark background 24 of unchanged paper thickness against which the motif elements 62 stand out as bright motif structures 22 so that the in Fig. 1 positive motif component 20 shown is generated.
  • the elevations 62 can be produced with sharp edges 66 with an edge width of 0.5 mm or less.
  • the edge width is the width within which the height of the elevations drops from 90% of the maximum height to 10%.
  • the sharp-edged elevations 62 produce sharp-edged thin areas during papermaking and thus the desired sharp-edged bright motif structures 22 ( Fig. 1 ).
  • the height level 74 of the base body 56 lies above the screen surface 52.
  • the motif elements 72 of the second motif generation area 70 represent depressions protruding into the base body 56 74 lying areas a light background 34 less paper thickness.
  • the height level of the watermark insert 54 is at the level of the screen surface 52, so that the motif elements 72 produce areas of unchanged paper thickness which, when viewed in transmitted light, stand out as dark motif structures 32 against the light background 34, so that the in Fig. 1 negative motif component 30 shown is generated.
  • the depressions 72 can be formed with sharp edges 76 with an edge width of 0.5 mm or less.
  • the edge width is the width within which the depth of the depressions drops from 90% of the maximum depth to 10%.
  • the base body 56 is provided with a plurality of perforations 58.
  • the diameter of the perforations 58 is selected to be so small that no fibers adhere to them during paper manufacture. Typical perforation diameters are between 100 ⁇ m and a few 100 ⁇ m, for example around 500 ⁇ m.
  • Fig. 3 shows, as a further embodiment of the invention, in a schematic representation, a plan view of a section of a bank note 10 with a two-stage watermark 16 which is generated in the paper substrate 12 of the bank note.
  • the watermark 16 shows a motif with two opposing motif components 80, 90, namely a microscopic motif component 80 and a macroscopic motif component 90, which are arranged multiple times next to one another.
  • the first motif component 80 contains small motif structures 82 with a line width of only 0.5 mm, which in the exemplary embodiment form the light lettering “micro” in front of a dark background 84. Because of the small, characteristic dimensions of the motif structures 82, here the small line width, the first motif component 80 represents a microscopic motif component in the context of this application.
  • the second motif component 90 contains large motif structures 92 with a line width of 2.5 mm, that is, a multiple of the line width of the small motif structures 82.
  • the large motif structures 92 form the light lettering "macro" against a dark background 94. Because of the large, characteristic dimensions of the motif structures 92, here the large line width, the second motif component 90 represents a macroscopic motif component in the context of this application.
  • the two motif components 80, 90 appear to the viewer because of the great difference in line widths with a clearly different, even contradicting appearance. On the one hand, this draws attention to the watermark 16 and, on the other hand, ensures that the watermark 16 is easy to recognize.
  • the large motif structures 92 are designed with very sharp edges, so that both the microscopic and the macroscopic motif component 80, 90 each appear with high contrast.
  • Fig. 4 Dewatering screen 40 shown schematically in cross-section is used, which is basically like that in connection with Fig. 2 is constructed and only differs in the design of the watermark insert 100.
  • the watermark insert 100 is an injection-molded element which is injected directly into the cut-out partial area of the screen mesh 44 using a corresponding mold.
  • the injection-molded watermark insert 100 consists of a base body 102, which has two opposing motif generating areas 110, 120 on its upper side, which are used to generate the motif components 80, 90 of the watermark motif.
  • Each theme generation area contains a plurality of motif elements 112 and 122, which in the embodiment of Figures 3 and 4 are formed in both motif generation areas as elevations protruding from the base body 102.
  • the height level 104 of the base body 102 is at the level of the screen surface 52.
  • the motif elements can also be designed as depressions protruding into the base body.
  • the reference variable for determining whether motif elements protrude from the main body or protrude into the main body is the height level that takes up more than 75% of the area of the respective motif generation area and that is defined as the basic height level of the main body in the respective motif generation area.
  • the motif elements 112 have a characteristic lateral dimension, here a line width 114, of only 0.5 mm. During papermaking, the first motif generation area 110 therefore generates, with its areas located at the height level 104, a dark background 84 of unchanged paper thickness, in front of which the thin areas in the paper generated by the motif elements 112 stand out as microscopic motif structures 82, so that the in Fig. 1 microscopic motif component 80 shown is generated.
  • the motif elements 122 have a characteristic lateral dimension that is 5 times larger, namely a line width 124 of 2.5 mm.
  • the motif elements 122 can be formed with sharp edges 126 with an edge width of 0.5 mm or less.
  • the edge width is the width within which the height of the motif elements 122 drops from 90% of the maximum value to 10%.
  • the second motif generation area 120 with its areas located at the height level 104 generates a dark background 94 of unchanged paper thickness, in front of which the thin areas in the paper created by the sharply edged motif elements 122 stand out as macroscopic, sharply edged motif structures 92, so that the in Fig. 1 Macroscopic motif component 90 shown is generated.
  • its base body 102 is provided with a plurality of perforations 58, as already in connection with FIG Fig. 2 described.
  • Fig. 5 shows in (a) to (d) further configurations of two-stage watermarks produced according to the invention in a paper substrate 12. From the shown appearance of the watermarks, together with the following explanations, the design of the associated dewatering screen results in each case on the basis of the above explanations on the Figures 1 to 4 .
  • the watermark 130 of the Fig. 5 (a) is a modification of the watermark of the Figures 1 and 2 and has a positive motif component 20 and a negative motif component 30.
  • the negative motif component 30 contains dark motif structures 32, which in the embodiment of FIG Fig. 5 (a) is formed by the upper half of the lettering “positive-negative” in front of a light background 34.
  • the positive motif component 20 contains light motif structures 22, which are formed by the lower half of the lettering “positive-negative” in front of a dark background 24.
  • the light motif structures 22 are compared to the dark motif structures 32 by one predetermined distance, for example by half a line width, shifted to the right in order to produce a complex and difficult to reproduce appearance in the watermark 130.
  • both the light motif structures 22 and the dark motif structures 32 are formed with very sharp edges, so that the positive and negative motif components 20, 30 each appear to abut one another with high contrast.
  • the watermark 140 of the Fig. 5 (b) is a modification of the watermark of the Figures 3 and 4 and has, as macroscopic motif component 90, the lettering "INLINE" in bold negative type.
  • the characteristic dimension of this macroscopic motif component is given by the line width of the bold negative font, which is 6 mm, for example, with the edge width of the lettering being 0.5 mm or less.
  • the inside of the bold "INLINE" lettering forms the microscopic motif component 80 in which the "INLINE" lettering is again arranged, this time in narrow positive writing 82.
  • the characteristic dimension of this microscopic motif component is given by the line width of the positive writing, which is, for example, 0.5 mm.
  • the watermark 150 of the Fig. 5 (c) shows the sequence of letters "PLPLPL” in bold positive font as macroscopic motif component 90.
  • the characteristic dimension of this macroscopic motif component is given by the line width of the bold positive font, for example 5 mm, with the edge width of the lettering being 0.4 mm or less.
  • the area surrounding the bold lettering "PLPLPL” forms the microscopic motif component 80, in which a fine point grid is present.
  • the characteristic dimension of this microscopic motif component is given by the diameter of the individual points 82, which in the exemplary embodiment is 0.4 mm.
  • watermark 160 shows FIG Fig. 5 (d) the sequence of letters "PLPLPL” in bold negative font as a macroscopic motif component 90.
  • the characteristic dimension of this macroscopic motif component is given by the line width of the bold negative font, which is 8 mm, for example, with the edge width of the lettering being 0.5 mm or less.
  • the inside of the bold lettering "PLPLPL” forms the microscopic motif component 80 in which a fine grid of points is arranged.
  • the characteristic dimension of this microscopic motif component is given by the diameter of the individual points 82, which in the exemplary embodiment is 0.5 mm.

Landscapes

  • Paper (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem zweistufigen Wasserzeichen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Entwässerungssiebs.
  • Bei der Papierherstellung auf Rundsiebmaschinen oder Langsiebmaschinen lagert sich Papiermasse kontinuierlich auf einem bewegten Entwässerungssieb an und wird soweit verfestigt, dass sie als feuchte Papierbahn zur Weiterbearbeitung vom Entwässerungssieb abgezogen werden kann. Vor allem Sicherheitspapiere für Banknoten, Ausweisdokumente und dergleichen werden zur Absicherung oft mit Wasserzeichen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Sicherheitspapiers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
  • 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.
  • Für die Herstellung von Papier mit mehrstufigen Wasserzeichen lehrt die Druckschrift WO 2008/071325 A1 die Verwendung eines spritzgegossenen Wasserzeicheneinsatzes, der ein mehrstufiges Relief in Form des zu erzeugenden Wasserzeichens bildet. Ein Entwässerungssieb weist ein Trägersieb auf mit einer Sieboberfläche, auf der Papier angelagert wird, sowie einen in einem Teilbereich des Trägersiebs angeordneten perforierten Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz.
  • 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. Allerdings sind die darstellbaren Motive wegen der strukturellen Anforderungen an den Aufbau und die Stabilität der Elektrotypen limitiert.
  • Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem zweistufigen Wasserzeichen zu schaffen, das hohe Fälschungssicherheit mit einem attraktiven visuellen Erscheinungsbild und großer Gestaltungsfreiheit für den Designer verknüpft.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 18 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung enthält ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem zweistufigen Wasserzeichen, das ein Motiv mit zumindest zwei Motivbestandteilen darstellt. Dabei ist vorgesehen, dass das von dem Wasserzeichen dargestellte Motiv zumindest zwei gegensätzliche Motivbestandteile enthält, nämlich
    • M1) zumindest einen positiven Motivbestandteil mit hellen Motivstrukturen vor dunklem Hintergrund und zumindest einen negativen Motivbestandteil mit dunklen Motivstrukturen vor hellem Hintergrund, oder
    • M2) zumindest einen ersten Motivbestandteil mit Motivstrukturen mit einer kleinen charakteristischen Abmessung und zumindest einen zweiten Motivbestandteil mit Motivstrukturen mit einer großen charakteristischen Abmessung, wobei die große charakteristische Abmessung der Motivstrukturen des zweiten Motivbestandteils um mindestens einen Faktor 3 größer ist als die kleine charakteristische Abmessung der Motivstrukturen des ersten Motivbestandteils.
  • Weiter weist das Entwässerungssieb ein Trägersieb mit einer Sieboberfläche auf, auf der Papier angelagert wird, sowie einen in einem Teilbereich des Trägersiebs angeordneten perforierten Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz. Der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz enthält einen Grundkörper mit zumindest zwei gegensätzlichen Motiverzeugungsbereichen mit Motivelementen für die Erzeugung der Motivbestandteile des Wasserzeichenmotivs, wobei
    • K1): im Fall M1) zumindest ein Motiverzeugungsbereich als Motivelemente aus dem Grundkörper herausragende Erhebungen und zumindest ein Motiverzeugungsbereich als Motivelemente in den Grundkörper hineinragende Vertiefungen aufweist, oder
    • K2): im Fall M2) zumindest ein Motiverzeugungsbereich Motivelemente mit einer kleinen charakteristischen lateralen Abmessung und zumindest ein Motiverzeugungsbereich Motivelemente mit einer großen charakteristischen lateralen Abmessung aufweist, wobei die große charakteristische laterale Abmessung um mindestens einen Faktor 3 größer ist als die kleine charakteristische laterale Abmessung.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Höhengrundniveau eines Motiverzeugungsbereichs dasjenige Höhenniveau, das mehr als 60%, bevorzugt mehr als 70%, besonders bevorzugt mehr als 75% der Fläche des Motiverzeugungsbereichs einnimmt. Die Motivelemente sind dann relativ zu dem Höhengrundniveau, entweder durch aus dem Grundkörper herausragende Erhebungen oder durch in den Grundkörper hineinragende Vertiefungen gebildet.
  • Im Fall M1) und K1) liegt das Höhengrundniveau des positiven Motiverzeugungsbereich mit Vorteil auf dem Höhenniveau der Sieboberfläche, auf der Papier angelagert wird. Das Höhengrundniveau des negativen Motiverzeugungsbereichs liegt vorteilhaft zwischen 0,1 mm und 2 mm über dem Höhenniveau der Sieboberfläche.
  • Im Fall M1) und K1) fällt das Höhengrundniveau des Grundkörpers vorteilhaft in einem Übergangsbereich vom negativen Motiverzeugungsbereich zum positiven Motiverzeugungsbereich ab, dessen Übergangsbreite 0,6 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger beträgt.
  • Bevorzugt weisen im Fall M1) und K1) die Erhebungen und Vertiefungen jeweils scharfe Ränder mit einer Randbreite von 0,6 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger auf. Weiter ist im Fall M1) und K1) vorteilhaft vorgesehen, dass zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Erhebungen und zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Vertiefungen unmittelbar aneinander angrenzen.
  • Im Fall M2) und K2) ist die charakteristische laterale Abmessung insbesondere die Strichstärke oder der Durchmesser der Motivelemente. Die große charakteristische laterale Abmessung ist mit Vorteil um mindestens einen Faktor 5, insbesondere um einen Faktor 8 größer ist als die kleine charakteristische laterale Abmessung. Die kleine charakteristische laterale Abmessung beträgt in vorteilhaften Gestaltungen 0,6 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger. Die große charakteristische laterale Abmessung beträgt in vorteilhaften Gestaltungen 1,5 mm oder mehr, bevorzugt 2,0 mm oder mehr, besonders bevorzugt 2,5 mm oder mehr. Dabei weisen die Motivstrukturen mit der großen charakteristischen lateralen Abmessung vorteilhaft scharfe Ränder mit einer Randbreite von 0,6 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger auf.
  • Mit Vorteil bilden die Motivelemente zumindest eines der Motiverzeugungsbereiche eine alphanumerische Zeichenfolge. Alternativ oder zusätzlich können die Motivelemente zumindest eines der Motiverzeugungsbereiche ein Punkt- oder Linienraster bilden. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Punkt- oder Linienraster im Inneren oder Äußeren einer alphanumerischen Zeichenfolge angeordnet ist.
  • Vorzugsweise sind die Motivelemente mit dem Grundkörper einstückig ausgebildet. Dadurch kann bei einfacher Herstellung auch bei geringen Abmessungen und scharfen Rändern der Motivelemente eine besonders hohe Stabilität des Wasserzeicheneinsatzes sichergestellt werden.
  • Mit Vorteil ragen die als Erhebungen ausgebildeten Motivelemente senkrecht aus dem Grundkörper hervor und die als Vertiefungen ausgebildeten Motivelemente ragen senkrecht in den Grundkörper hinein.
  • 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 Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Papierherstellung mit einem zweistufigen Wasserzeichen, bei dem
    • M) das von dem Wasserzeichen dargestellte Motiv zumindest zwei gegensätzliche Motivbestandteile enthält, nämlich
      • M1) zumindest einen positiven Motivbestandteil mit hellen Motivstrukturen vor dunklem Hintergrund und zumindest einen negativen Motivbestandteil mit dunklen Motivstrukturen vor hellem Hintergrund, oder
      • M2) zumindest einen ersten Motivbestandteil mit Motivstrukturen mit einer kleinen charakteristischen Abmessung und zumindest einen zweiten Motivbestandteil mit Motivstrukturen mit einer großen charakteristischen Abmessung, wobei die große charakteristische Abmessung der Motivstrukturen des zweiten Motivbestandteils um mindestens einen Faktor 3 größer ist als die kleine charakteristische Abmessung der Motivstrukturen des ersten Motivbestandteils,
    • B) ein Trägersieb mit einer Sieboberfläche, auf der Papier angelagert wird, bereitgestellt wird,
    • W) ein Wasserzeicheneinsatz mit einem Grundkörper mit zumindest zwei gegensätzlichen Motiverzeugungsbereichen mit Motivelementen für die Erzeugung der Motivbestandteile des Wasserzeichenmotivs im Spritzgussverfahren in das Trägersieb eingespritzt wird, wobei
      • W1): im Fall M1) zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Motivelementen in Form von aus dem Grundkörper herausragenden Erhebungen erzeugt wird und zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Motivelementen in Form von in den Grundkörper hineinragende Vertiefungen erzeugt wird, oder
      • W2): im Fall M2) zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Motivelementen mit einer kleinen charakteristischen lateralen Abmessung und zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Motivelementen mit einer großen charakteristischen lateralen Abmessung erzeugt wird, wobei die große charakteristische laterale Abmessung um mindestens einen Faktor 3 größer ist als die kleine charakteristische laterale Abmessung.
  • 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.
  • 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:
    • Fig. 1
    in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf einen Ausschnitt einer Banknote mit einem zweistufigen Wasserzeichen,
    Fig. 2
    im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Entwässerungssiebs, das zur Erzeugung des Wasserzeichens der Fig. 1 eingesetzt wird,
    Fig. 3
    in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf einen Ausschnitt einer Banknote mit einem anderen zweistufigen Wasserzeichen,
    Fig. 4
    im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Entwässerungssiebs, das zur Erzeugung des Wasserzeichens der Fig. 3 eingesetzt wird, und
    Fig. 5
    in (a) bis (d) weitere Ausgestaltungen erfindungsgemäß erzeugter zweistufiger Wasserzeichen in einem Papiersubstrat.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel von Wasserzeichen für Banknoten erläutert. Fig. 1 zeigt dazu in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf einen Ausschnitt einer Banknote 10 mit einem zweistufigen Wasserzeichen 14, das in dem Papiersubstrat 12 der Banknote erzeugt wurde.
  • Das Wasserzeichen 14 ist, wie auch die nachfolgend gezeigten Wasserzeichen, aus zeichnerischen Gründen schwarz auf weißem Hintergrund dargestellt. In der Realität stellen Wasserzeichen Dünnstellen in einem Sicherheitspapier, beispielsweise dem Papiersubstrat 12 dar, die im Auflicht in der Regel kaum oder gar nicht erkennbar sind und die im Durchlicht mit hellen Bereichen vor dem dunkleren Hintergrund des nicht verdünnten Papiersubstrats in Erscheinung treten. Die im Durchlicht dunkel erscheinenden Bereiche, insbesondere das nicht verdünnte Papiersubstrat außerhalb des Wasserzeichens und nicht verdünnte Teilbereiche innerhalb des Wasserzeichens sind in den Figuren weiß, die im Durchlicht hell erscheinenden Bereiche schwarz dargestellt. Da die beschriebenen Wasserzeichen jeweils zweistufig sind, enthalten sie ausschließlich entweder dunkle Bereiche (nicht verdünnt, in den Figuren Weiß) oder helle Bereiche (verdünnt, in den Figuren Schwarz) und weisen keine Zwischentöne auf.
  • Zurückkommend auf die Darstellung der Fig. 1 zeigt das zweistufige Wasserzeichen 14 ein Motiv mit zwei gegensätzlichen Motivbestandteilen 20, 30, nämlich einem Motivbestandteil 20 in Positivdarstellung und einem unmittelbar angrenzenden Motivbestandteil 30 in Negativdarstellung. Der erste Motivbestandteil 20 enthält dabei als Bildmotiv helle Motivstrukturen 22, die im Ausführungsbeispiel die Buchstaben "POS" vor dem dunklen Hintergrund 24 bilden. Der erste Motivbestandteil 20 stellt im Rahmen dieser Anmeldung einen positiven Motivbestandteil (oder: Motivbestandteil in Positivdarstellung) dar, da die hellen Motivstrukturen 22 nicht nur mit dem dunklen Hintergrund 24 des Motivbestandteils 20, sondern auch mit dem dunklen Hintergrund des Papiersubstrats 12 außerhalb des Wasserzeichens 14 kontrastieren, und der Motivbestandteil 20 daher wie eine übliche Positivdarstellung gestaltet ist.
  • Der zweite Motivbestandteil 30 enthält als Bildmotiv dunkle Motivstrukturen 32, im Ausführungsbeispiel die Buchstaben "NEG"" vor dem hellen Hintergrund 34 bilden. Der zweite Motivbestandteil 30 stellt im Rahmen dieser Anmeldung einen negativen Motivbestandteil (oder: Motivbestandteil in Negativdarstellung) dar, da die dunklen Motivstrukturen 32 zwar mit dem hellen Hintergrund 34 kontrastieren, jedoch dieselbe Helligkeit wie der dunkle Hintergrund des Papiersubstrats 12 außerhalb des Wasserzeichens 14 aufweisen, so dass der Motivbestandteil 30 wie eine übliche Negativdarstellung gestaltet ist.
  • Die beiden Motivbestandteile 20, 30 erscheinen für den Betrachter mit einem deutlich unterschiedlichen, sogar gegensätzlichen Erscheinungsbild. Dies lenkt einerseits die Aufmerksamkeit auf das Wasserzeichen 14 und stellt andererseits seine leichte Wiedererkennbarkeit sicher. Das gegensätzliche Erscheinungsbild wird dadurch verstärkt, dass der positive und negative Motivbestandteil 20, 30 mit scharfem Übergang unmittelbar aneinandergrenzen. Zudem sind sowohl die hellen Motivstrukturen 22 als auch die dunklen Motivstrukturen 32 mit sehr scharfen Rändern ausgebildet, so dass der positive und der negative Motivbestandteil 20, 30 jeweils scharf und mit hohem Kontrast erscheinen.
  • Bei herkömmlichen Rundsiebwasserzeichen oder Elektrotypenwasserzeichen lassen sich solche stark kontrastierende und scharfkantig berandete positive/negative Wasserzeichengestaltungen nicht erzeugen. Um das beschriebene Erscheinungsbild des Wasserzeichens 14 mit den gegensätzlichen Motivbestandteilen 20, 30 zu erhalten, wird erfindungsgemäß das in Fig. 2 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 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 54 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 derzeit bevorzugte Variante verwirklicht, bei der der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz 54 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 54 besteht aus einem Grundkörper 56, der auf seiner Oberseite zwei gegensätzliche Motiverzeugungsbereiche 60, 70 aufweist, die der Erzeugung der Motivbestandteile 20,30 des Wasserzeichenmotivs dienen. Jeder Motiverzeugungsbereich 60, 70 enthält eine Mehrzahl an Motivelementen 62 bzw. 72, welche im ersten Motiverzeugungsbereich 60 als aus dem Grundkörper 56 herausragende Erhebungen 62 und im zweiten Motiverzeugungsbereich 70 als in den Grundkörper 56 hineinragende Vertiefungen 72 ausgebildet sind.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Höhenniveau 64, 74 des Grundkörpers 56 in den beiden Motiverzeugungsbereichen 60, 70 unterschiedlich, wobei als Höhengrundniveau eines Motiverzeugungsbereichs dasjenige Höhenniveau definiert ist, das mehr als 75% der Fläche des jeweiligen Motiverzeugungsbereichs einnimmt.
  • Durch die Herstellung des Wasserzeicheneinsatzes 54 im Spritzgussverfahren kann sichergestellt werden, dass das Höhengrundniveau des Grundkörpers in einem sehr schmalen Übergangsbereich 78 mit einer Übergangsbreite von nur 0,5 mm oder weniger vom negativen Motiverzeugungsbereich 70 zum positiven Motiverzeugungsbereich 60 abfällt. Die Übergangsbreite ist dabei diejenige Breite, innerhalb der die Höhendifferenz der beiden Motiverzeugungsbereiche von 90% auf 10% abfällt. Der schmale Übergangsbereich erzeugt bei der Papierherstellung einen scharfen Übergang zwischen dem positiven und dem negativen Motivbestandteil 20, 30, so dass diese Stoß an Stoß unmittelbar nebeneinanderliegen (Fig. 1).
  • Im ersten Motiverzeugungsbereich 60 liegt das Höhenniveau 64 des Grundkörpers 56 auf dem Niveau der Sieboberfläche 52. Ausgehend von diesem Höhenniveau 64 stellen die Motivelemente 62 des ersten Motiverzeugungsbereichs 60 aus dem Grundkörper 56 herausragende Erhebungen dar. Bei der Papierherstellung erzeugt der erste Motiverzeugungsbereich 60 somit mit seinen auf dem Höhenniveau 64 liegenden Bereichen einen dunklen Hintergrund 24 unveränderter Papierdicke, vor dem sich die durch die Motivelemente 62 erzeugten Dünnstellen als helle Motivstrukturen 22 abheben, so dass der in Fig. 1 gezeigte positive Motivbestandteil 20 erzeugt wird.
  • Durch die Herstellung des Wasserzeicheneinsatzes 54 im Spritzgussverfahren können die Erhebungen 62 mit scharfen Rändern 66 mit einer Randbreite von 0,5 mm oder weniger erzeugt werden. Die Randbreite ist dabei diejenige Breite innerhalb der die Höhe der Erhebungen von 90% der Maximalhöhe auf 10% abfällt. Die scharf berandeten Erhebungen 62 erzeugen bei der Papierherstellung scharf berandete Dünnstellen und damit die gewünschten scharf berandeten hellen Motivstrukturen 22 (Fig. 1).
  • Im zweiten Motiverzeugungsbereich 70 liegt das Höhenniveau 74 des Grundkörpers 56 oberhalb der Sieboberfläche 52. Ausgehend von diesem Höhenniveau 74 stellen die Motivelemente 72 des zweiten Motiverzeugungsbereichs 70 in den Grundkörper 56 hineinragende Vertiefungen dar. Bei der Papierherstellung erzeugt der zweite Motiverzeugungsbereich 70 mit seinen auf dem Höhenniveau 74 liegenden Bereichen einen hellen Hintergrund 34 geringerer Papierdicke. In den Vertiefungen der Motivelemente 72 liegt das Höhenniveau des Wasserzeichen-Einsatzes 54 auf dem Niveau der Sieboberfläche 52, so dass die Motivelemente 72 Bereiche unveränderter Papierdicke erzeugen, die sich bei Betrachtung im Durchlicht als dunkle Motivstrukturen 32 vor dem hellen Hintergrund 34 abheben, so dass der in Fig. 1 gezeigte negative Motivbestandteil 30 erzeugt wird.
  • Durch die Herstellung des Wasserzeicheneinsatzes 54 im Spritzgussverfahren können die Vertiefungen 72 mit scharfen Rändern 76 mit einer Randbreite von 0,5 mm oder weniger ausgebildet werden. Die Randbreite ist dabei diejenige Breite, innerhalb der die Tiefe der Vertiefungen von 90% der Maximaltiefe auf 10% abfällt. Die scharf berandeten Vertiefungen 72 erzeugen bei der Papierherstellung scharf berandete Bereiche unveränderter Papierdicke und damit scharf berandete dunkle Motivstrukturen 32 (Fig. 1)
  • Um die Entwässerung bei der Papierherstellung auch im Bereich des Wasserzeicheneinsatzes 54 sicherzustellen, ist der Grundkörper 56 mit einer Mehrzahl von Perforationen 58 versehen. 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.
  • Fig. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf einen Ausschnitt einer Banknote 10 mit einem zweistufigen Wasserzeichen 16, das in dem Papiersubstrat 12 der Banknote erzeugt wird. Das Wasserzeichen 16 zeigt ein Motiv mit zwei gegensätzlichen Motivbestandteilen 80, 90, nämlich einem mikroskopischen Motivbestandteil 80 und einem makroskopischen Motivbestandteil 90, die mehrfach nebeneinander angeordnet sind. Der erste Motivbestandteil 80 enthält dabei kleine Motivstrukturen 82 mit einer Strichstärke von nur 0,5 mm, die im Ausführungsbeispiel den hellen Schriftzug "mikro" vor dunklem Hintergrund 84 bilden. Wegen der kleinen charakteristischen Abmessungen der Motivstrukturen 82, hier der geringen Strichstärke, stellt der erste Motivbestandteil 80 im Rahmen dieser Anmeldung einen mikroskopischen Motivbestandteil dar.
  • Der zweite Motivbestandteil 90 enthält große Motivstrukturen 92 mit einer Strichstärke von 2,5 mm, also einem Vielfachen der Strichstärke der kleinen Motivstrukturen 82. Die großen Motivstrukturen 92 bilden im Ausführungsbeispiel den hellen Schriftzug "makro" vor dunklem Hintergrund 94. Wegen der großen charakteristischen Abmessungen der Motivstrukturen 92, hier der großen Strichstärke, stellt der zweite Motivbestandteil 90 im Rahmen dieser Anmeldung einen makroskopischen Motivbestandteil dar.
  • Die beiden Motivbestandteile 80, 90 erscheinen für den Betrachter wegen des großen Unterschieds der Strichstärken mit einem deutlich unterschiedlichen, sogar gegensätzlichen Erscheinungsbild. Dieses lenkt einerseits die Aufmerksamkeit auf das Wasserzeichen 16 und stellt andererseits eine leichte Wiedererkennbarkeit des Wasserzeichens 16 sicher. Zudem sind die großen Motivstrukturen 92 mit sehr scharfen Rändern ausgebildet, so dass sowohl der mikroskopische als auch der makroskopische Motivbestandteil 80, 90 jeweils mit hohem Kontrast erscheinen.
  • Bei herkömmlichen Rundsiebwasserzeichen oder Elektrotypenwasserzeichen sind solche stark kontrastierende und scharfkantig berandete mikroskopische/ makroskopische Wasserzeichengestaltungen nicht möglich. Um das beschriebene Erscheinungsbild des Wasserzeichens 16 mit seinen gegensätzlichen Motivbestandteilen 80, 90 zu erhalten, wird erfindungsgemäß das in Fig. 4 schematisch im Querschnitt dargestellte Entwässerungssieb 40 eingesetzt, das grundsätzlich wie das im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebene Entwässerungssieb aufgebaut ist und sich nur in der Ausgestaltung des Wasserzeicheneinsatzes 100 unterscheidet. Der Wasserzeicheneinsatz 100 ist im Ausführungsbeispiel ein Spritzgusselement, das mit einer entsprechenden Werkzeugform direkt in den ausgeschnittenen Teilbereich des Siebgewebes 44 eingespritzt ist.
  • Genauer besteht der spritzgegossene Wasserzeicheneinsatz 100 aus einem Grundkörper 102, der auf seiner Oberseite zwei gegensätzliche Motiverzeugungsbereiche 110, 120 aufweist, die der Erzeugung der Motivbestandteile 80, 90 des Wasserzeichenmotivs dienen. Jeder Motiverzeugungsbereich enthält eine Mehrzahl an Motivelementen 112 bzw. 122, die im Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 in beiden Motiverzeugungsbereichen als aus dem Grundkörper 102 herausragende Erhebungen ausgebildet sind. Das Höhenniveau 104 des Grundkörpers 102 liegt dabei auf dem Niveau der Sieboberfläche 52.
  • In anderen Gestaltungen können die Motivelemente auch als in den Grundkörper hineinragende Vertiefungen ausgebildet sein. Bezugsgröße für die Festlegung, ob Motivelemente von Grundkörper herausragen oder in den Grundkörper hineinragen, ist auch hier dasjenige Höhenniveau, das mehr als 75% der Fläche des jeweiligen Motiverzeugungsbereichs einnimmt und das als das Höhengrundniveau des Grundkörpers im jeweiligen Motiverzeugungsbereich definiert wird.
  • Im ersten Motiverzeugungsbereich 110 weisen die Motivelemente 112 eine charakteristische laterale Abmessung, hier eine Strichstärke 114, von nur 0,5 mm auf. Bei der Papierherstellung erzeugt der erste Motiverzeugungsbereich 110 daher mit seinen auf dem Höhenniveau 104 liegenden Bereichen einen dunklen Hintergrund 84 unveränderter Papierdicke, vor dem sich die durch die Motivelemente 112 erzeugten Dünnstellen im Papier als mikroskopische Motivstrukturen 82 abheben, so dass der in Fig. 1 gezeigte mikroskopische Motivbestandteil 80 erzeugt wird.
  • Im zweiten Motiverzeugungsbereich 120 weisen die Motivelemente 122 eine 5-mal größere charakteristische laterale Abmessung, nämlich eine Strichstärke 124 von 2,5 mm auf. Durch die Herstellung des Wasserzeicheneinsatzes 100 im Spritzgussverfahren können die Motivelemente 122 mit scharfen Rändern 126 mit einer Randbreite von 0,5 mm oder weniger ausgebildet werden. Die Randbreite ist dabei diejenige Breite, innerhalb der die Höhe der Motivelemente 122 von 90% des Maximalwerts auf 10% abfällt. Bei der Papierherstellung erzeugt der zweite Motiverzeugungsbereich 120 mit seinen auf dem Höhenniveau 104 liegenden Bereichen einen dunklen Hintergrund 94 unveränderter Papierdicke, vor dem sich die durch die scharf berandeten Motivelemente 122 erzeugten Dünnstellen im Papier als makroskopische, scharf berandete Motivstrukturen 92 abheben, so dass der in Fig. 1 gezeigte makroskopische Motivbestandteil 90 erzeugt wird.
  • Um die Entwässerung bei der Papierherstellung auch im Bereich des Wasserzeicheneinsatzes 100 sicherzustellen, ist dessen Grundkörper 102 mit einer Mehrzahl von Perforationen 58 versehen, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben.
  • Fig. 5 zeigt in (a) bis (d) weitere Ausgestaltungen erfindungsgemäß erzeugter zweistufiger Wasserzeichen in einem Papiersubstrat 12. Aus dem gezeigten Erscheinungsbild der Wasserzeichen ergibt sich zusammen mit den nachfolgenden Ausführungen die Ausbildung des zugehörigen Entwässerungssiebs jeweils auf Grundlage der obigen Erläuterungen zu den Figuren 1 bis 4.
  • Das Wasserzeichen 130 der Fig. 5(a) ist eine Abwandlung des Wasserzeichens der Figuren 1 und 2 und weist einen positiven Motivbestandteil 20 und einen negativen Motivbestandteil 30 auf. Der negative Motivbestandteil 30 enthält dabei dunkle Motivstrukturen 32, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 5(a) durch die obere Hälfte des Schriftzugs "Positiv-Negativ" vor hellem Hintergrund 34 gebildet ist. Der positive Motivbestandteil 20 enthält helle Motivstrukturen 22, die durch die untere Hälfte des Schriftzugs "Positiv-Negativ" vor dunklem Hintergrund 24 gebildet ist. Zudem sind die hellen Motivstrukturen 22 gegenüber den dunklen Motivstrukturen 32 um eine vorbestimmte Strecke, beispielsweise um eine halbe Strichstärke, nach rechts verschoben um ein komplexes und schwer nachstellbares Erscheinungsbild im Wasserzeichen 130 zu erzeugen.
  • Für das Erscheinungsbild der Fig. 5(a) ist es unerlässlich, dass der positive und der negative Motivbestandteil 20, 30 Stoß an Stoß unmittelbar aneinandergrenzen, was durch die Herstellung des zugehörigen Wasserzeicheneinsatzes im Spritzgussverfahren sichergestellt werden kann, wie oben erläutert. Zudem sind sowohl die hellen Motivstrukturen 22 als auch die dunklen Motivstrukturen 32 mit sehr scharfen Rändern gebildet, so dass der positive und der negative Motivbestandteil 20, 30 jeweils mit hohem Kontrast aneinanderstoßend erscheinen.
  • Das Wasserzeichen 140 der Fig. 5(b) ist eine Abwandlung des Wasserzeichens der Figuren 3 und 4 und weist als makroskopischen Motivbestandteil 90 den Schriftzug "INLINE" in fetter Negativschrift auf. Die charakteristische Abmessung dieses makroskopischen Motivbestandteils ist durch die Strichbreite der fetten Negativschrift gegeben, welche beispielsweise 6 mm beträgt, wobei die Randbreite des Schriftzugs 0,5 mm oder weniger beträgt. Das Innere des fetten Schriftzugs "INLINE" bildet den mikroskopischen Motivbestandteil 80, in dem nochmals der Schriftzug "INLINE", diesmal in schmaler Positivschrift 82 angeordnet ist. Die charakteristische Abmessung dieses mikroskopischen Motivbestandteils ist durch die Strichbreite der Positivschrift gegeben, welche beispielsweise 0,5 mm beträgt.
  • Das Wasserzeichen 150 der Fig. 5(c) zeigt als makroskopischen Motivbestandteil 90 die Buchstabenfolge "PLPLPL" in fetter Positivschrift. Die charakteristische Abmessung dieses makroskopischen Motivbestandteils ist durch die Strichbreite der fetten Positivschrift gegeben, die beispielsweise 5 mm beträgt, wobei die Randbreite des Schriftzugs 0,4 mm oder weniger beträgt. Der Umgebungsbereich des fetten Schriftzugs "PLPLPL" bildet den mikroskopischen Motivbestandteil 80, in dem ein feines Punktraster vorliegt. Die charakteristische Abmessung dieses mikroskopischen Motivbestandteils ist durch den Durchmesser der einzelnen Punkte 82 gegeben, der im Ausführungsbeispiel bei 0,4 mm liegt.
  • Schließlich zeigt das Wasserzeichen 160 der Fig. 5(d) als makroskopischen Motivbestandteil 90 die Buchstabenfolge "PLPLPL" in fetter Negativschrift. Die charakteristische Abmessung dieses makroskopischen Motivbestandteils ist durch die Strichbreite der fetten Negativschrift gegeben, die beispielsweise 8 mm beträgt, wobei die Randbreite des Schriftzugs 0,5 mm oder weniger beträgt. Das Innere des fetten Schriftzugs "PLPLPL" bildet den mikroskopischen Motivbestandteil 80, in dem ein feines Punktraster angeordnet ist. Die charakteristische Abmessung dieses mikroskopischen Motivbestandteils ist durch den Durchmesser der einzelnen Punkte 82 gegeben, der im Ausführungsbeispiel bei 0,5 mm liegt.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Banknote
    12
    Papiersubstrat
    14
    Wasserzeichen
    16
    Wasserzeichen
    20
    erster Motivbestandteil
    22
    helle Motivstrukturen
    24
    dunkler Hintergrund
    30
    zweiter Motivbestandteil
    32
    dunkle Motivstrukturen
    34
    heller Hintergrund
    40
    Entwässerungssieb
    42
    Trägersieb
    44
    Siebgewebe
    46
    Kettfäden
    48
    Schussfäden
    50
    ausgeschnittener Teilbereich
    52
    Sieboberfläche
    54
    Wasserzeicheneinsatz
    56
    Grundkörper
    58
    Perforationen
    60
    erster Motiverzeugungsbereich
    62
    Motivelemente
    64
    Höhenniveau
    66
    Rand
    70
    zweiter Motiverzeugungsbereich
    72
    Motivelemente
    74
    Höhenniveau
    76
    Rand
    78
    Übergangsbereich
    80,90
    Motivbestandteile
    82, 92
    Motivstrukturen
    84, 94
    Hintergrund
    100
    Wasserzeicheneinsatz
    102
    Grundkörper
    104
    Höhenniveau
    110,120
    Motiverzeugungsbereiche
    112,122
    Motivelemente
    114,124
    Strichstärke
    130,140,150,160
    Wasserzeichen

Claims (18)

  1. Entwässerungssieb (40) für die Herstellung von Papier mit einem zweistufigen Wasserzeichen, das ein Motiv darstellt, wobei
    E) das Entwässerungssieb ein Trägersieb (42) aufweist mit einer Sieboberfläche (52), auf der Papier angelagert wird, sowie einen in einem Teilbereich des Trägersiebs (42) angeordneten perforierten Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz (54, 100),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    M) das von dem Wasserzeichen dargestellte Motiv zumindest zwei gegensätzliche Motivbestandteile enthält, nämlich
    M1) zumindest einen positiven Motivbestandteil mit hellen Motivstrukturen vor dunklem Hintergrund und zumindest einen negativen Motivbestandteil mit dunklen Motivstrukturen vor hellem Hintergrund, oder
    M2) zumindest einen ersten Motivbestandteil mit Motivstrukturen mit einer kleinen charakteristischen Abmessung und zumindest einen zweiten Motivbestandteil mit Motivstrukturen mit einer großen charakteristischen Abmessung, wobei die große charakteristische Abmessung der Motivstrukturen des zweiten Motivbestandteils um mindestens einen Faktor 3 größer ist als die kleine charakteristische Abmessung der Motivstrukturen des ersten Motivbestandteils,
    K) der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz (54, 100) einen Grundkörper (56, 102) mit zumindest zwei gegensätzlichen Motiverzeugungsbereichen (60, 70, 110, 120) mit Motivelementen für die Erzeugung der Motivbestandteile des Wasserzeichenmotivs enthält, wobei
    K1): im Fall M1) zumindest ein Motiverzeugungsbereich (60, 110) als Motivelemente aus dem Grundkörper (56, 102) herausragende Erhebungen und zumindest ein Motiverzeugungsbereich (70, 120) als Motivelemente in den Grundkörper (56, 102) hineinragende Vertiefungen aufweist, oder
    K2): im Fall M2) zumindest ein Motiverzeugungsbereich Motivelemente mit einer kleinen charakteristischen lateralen Abmessung und zumindest ein Motiverzeugungsbereich Motivelemente mit einer großen charakteristischen lateralen Abmessung aufweist, wobei die große charakteristische laterale Abmessung um mindestens einen Faktor 3 größer ist als die kleine charakteristische laterale Abmessung.
  2. Entwässerungssieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhengrundniveau eines Motiverzeugungsbereich dasjenige Höhenniveau ist, das mehr als 60%, bevorzugt mehr als 70%, besonders bevorzugt mehr als 75% der Fläche des Motiverzeugungsbereichs einnimmt, und dass die Motivelemente entweder, relativ zu dem Höhengrundniveau, durch aus dem Grundkörper herausragende Erhebungen oder durch in den Grundkörper hineinragende Vertiefungen gebildet sind.
  3. Entwässerungssieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall M1) und K1) das Höhengrundniveau des positiven Motiverzeugungsbereich auf dem Höhenniveau der Sieboberfläche liegt, und/oder dass das Höhengrundniveau des negativen Motiverzeugungsbereichs zwischen 0.1 mm und 2 mm über dem Höhenniveau der Sieboberfläche liegt.
  4. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall M1) und K1) das Höhengrundniveau des Grundkörpers in einem Übergangsbereich vom negativen Motiverzeugungsbereich zum positiven Motiverzeugungsbereich abfällt, dessen Übergangsbreite 0,6 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger beträgt, wobei die Übergangsbreite diejenige Breite ist, innerhalb der die Höhendifferenz der beiden Motiverzeugungsbereiche von 90% auf 10% abfällt.
  5. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall M1) und K1) die Erhebungen und Vertiefungen jeweils scharfe Ränder mit einer Randbreite von 0,6 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger aufweisen, wobei die Randbreite im Fall von Erhebungen diejenige Breite ist, innerhalb der die Höhe der Erhebungen von 90% der Maximalhöhe auf 10% abfällt, und im Fall von Vertiefungen diejenige Breite ist, innerhalb der die Tiefe der Vertiefungen von 90% der Maximaltiefe auf 10% abfällt.
  6. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall M1) und K1) zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Erhebungen und zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Vertiefungen unmittelbar aneinander angrenzen.
  7. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall M2) und K2) die charakteristische laterale Abmessung die Strichstärke oder der Durchmesser der Motivelemente ist.
  8. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall M2) und K2) die kleine charakteristische laterale Abmessung 0,6 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger beträgt.
  9. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall M2) und K2) die große charakteristische laterale Abmessung 1,5 mm oder mehr, bevorzugt 2,0 mm oder mehr, besonders bevorzugt 2,5 mm oder mehr beträgt.
  10. Entwässerungssieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivstrukturen mit der großen charakteristischen lateralen Abmessung scharfe Ränder mit einer Randbreite von 0,6 mm oder weniger, bevorzugt 0,5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger aufweisen, wobei die Randbreite im Fall von Erhebungen diejenige Breite ist, innerhalb der die Höhe der Erhebungen von 90% der Maximalhöhe auf 10% abfällt, und im Fall von Vertiefungen diejenige Breite ist, innerhalb der die Tiefe der Vertiefungen von 90% der Maximaltiefe auf 10% abfällt.
  11. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivelemente zumindest eines der Motiverzeugungsbereiche eine alphanumerische Zeichenfolge bilden, und/oder dass die Motivelemente zumindest eines der Motiverzeugungsbereiche ein Punkt- oder Linienraster bilden.
  12. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivelemente mit dem Grundkörper einstückig ausgebildet sind.
  13. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die als Erhebungen ausgebildeten Motivelemente senkrecht aus dem Grundkörper hervorragen und die als Vertiefungen ausgebildeten Motivelemente senkrecht in den Grundkörper hineinragen.
  14. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz ein Spritzgusseinsatz ist.
  15. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Entwässerungssieb eine Kunststoff-Umspritzung oder Kunststoff-Hinterspritzung aufweist, die den Wasserzeicheneinsatz mit dem Trägersieb verbindet.
  16. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz in einem ausgeschnittenen Bereich des Trägersiebs angeordnet und nur in einem vorzugsweise gezackten Randbereich mit diesem verbunden ist.
  17. Entwässerungssieb nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz eine Mehrzahl von Perforationen aufweist, deren Abmessungen so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften.
  18. Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Papierherstellung mit einem zweistufigen Wasserzeichen, bei dem
    M) das von dem Wasserzeichen dargestellte Motiv zumindest zwei gegensätzliche Motivbestandteile enthält, nämlich
    M1) zumindest einen positiven Motivbestandteil mit hellen Motivstrukturen vor dunklem Hintergrund und zumindest einen negativen Motivbestandteil mit dunklen Motivstrukturen vor hellem Hintergrund, oder
    M2) zumindest einen ersten Motivbestandteil mit Motivstrukturen mit einer kleinen charakteristischen Abmessung und zumindest einen zweiten Motivbestandteil mit Motivstrukturen mit einer großen charakteristischen Abmessung, wobei die große charakteristische Abmessung der Motivstrukturen des zweiten Motivbestandteils um mindestens einen Faktor 3 größer ist als die kleine charakteristische Abmessung der Motivstrukturen des ersten Motivbestandteils,
    B) ein Trägersieb mit einer Sieboberfläche, auf der Papier angelagert wird, bereitgestellt wird,
    W) ein Wasserzeicheneinsatz mit einem Grundkörper mit zumindest zwei gegensätzlichen Motiverzeugungsbereichen mit Motivelementen für die Erzeugung der Motivbestandteile des Wasserzeichenmotivs im Spritzgussverfahren in das Trägersieb eingespritzt wird, wobei
    W1): im Fall M1) zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Motivelementen in Form von aus dem Grundkörper herausragenden Erhebungen erzeugt wird und zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Motivelementen in Form von in den Grundkörper hineinragende Vertiefungen erzeugt wird, oder
    W2): im Fall M2) zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Motivelementen mit einer kleinen charakteristischen lateralen Abmessung und zumindest ein Motiverzeugungsbereich mit Motivelemente mit einer großen charakteristischen lateralen Abmessung erzeugt wird, wobei die große charakteristische laterale Abmessung um mindestens einen Faktor 3 größer ist als die kleine charakteristische laterale Abmessung.
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