EP2899316B1 - Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem Wasserzeichen und Verfahren zur Herstellung des Entwässerungssiebes - Google Patents

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

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EP2899316B1
EP2899316B1 EP15000246.7A EP15000246A EP2899316B1 EP 2899316 B1 EP2899316 B1 EP 2899316B1 EP 15000246 A EP15000246 A EP 15000246A EP 2899316 B1 EP2899316 B1 EP 2899316B1
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EP
European Patent Office
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watermark
motif
screen
dewatering screen
fabric
Prior art date
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Active
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EP15000246.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2899316A1 (de
Inventor
Marion Fessl
Thomas Gerhardt
Kathrin Hovestadt
Matthias Pfeiffer
Wolfram Seidemann
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Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/44Watermarking devices

Definitions

  • the invention relates to a dewatering screen for the production of paper with a watermark and a method for producing such a dewatering screen.
  • multi-level In the production of 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 detailed representation of a motif.
  • multi-level is to be understood in contrast to two-stage light-dark watermark and includes all watermarks with more than two levels of brightness and includes in particular watermarks with continuous light-dark transitions.
  • electrotypes metal wires or metal moldings, so-called electrotypes, are typically soldered onto the screen structure in order to completely close the dewatering screen at these locations. If image motifs with spaced-apart line-shaped picture elements are to be produced as two-level watermarks with the aid of electrotypes, this is because of the high levels of paper production Pressure loads required to stabilize the line-shaped sub-elements with each other by connecting webs. However, these connecting bridges are characterized in the finished watermark as unwanted image artifacts in the paper.
  • WO 2013/140126 discloses a dewatering screen for making paper with a watermark in the form of a dot and line motif.
  • the dewatering screen has a carrier screen on which a watermark insert is arranged.
  • the watermark insert is a composite screen electronotype, in which the motif elements are connected to a fine screen.
  • the fine sieve is of a specific size, which ensures that its structure in the finished paper is not visible to the naked eye.
  • the invention has for its object to provide a dewatering screen of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the prior art.
  • the dewatering screen is intended to enable the production of paper with a watermark in the form of a given dot and line motif, without any connecting elements being visible in the watermark between the objected picture elements,
  • the invention includes a dewatering screen for the production of paper with a watermark.
  • the watermark according to the invention in the form of a point and line motif, which consists of points and / or lines, given.
  • the dewatering screen has a carrier screen containing a screen surface on which paper is deposited and a perforated plastic watermark insert disposed in a portion of the carrier screen.
  • the plastic watermark insert contains a base body and at least two spaced line or punctiform motif elements, wherein the base body is arranged in or below the sieve surface of the support screen, and the at least two spaced line or punctiform motif elements to form the predetermined point and line motif of Starting from base body to extend over the Siebober Chemistry. Above the sieve surface the spaced line or dot-shaped motif elements are unconnected.
  • the surface of the carrier screen, on which paper is deposited is regarded as the upper sieve surface, the opposite sieve surface as the lower sieve surface, so that the indications "above the sieve surface” or “below the sieve surface” have a clear meaning ,
  • dot and line motif means that the motif consists of dots and / or lines.
  • the term includes mixed motifs of dots and lines as well as pure line motifs and pure point motifs.
  • the spaced line or dot-shaped motif elements have a stroke width of 0.6 mm or less, preferably 0.4 mm or less.
  • the stroke width is at the same time the stroke length, so that punctiform motif elements preferably have a size of 0.6 mm ⁇ 0.6 mm or less, in particular of 0.4 mm ⁇ 0.4 mm or less.
  • the spaced line or dot-shaped motif elements are advantageously at least partially represent characters, in particular Latin, Cyrillic or Arabic characters.
  • the spaced line or dot-shaped motif elements are formed integrally with the base body.
  • a particularly high stability of the watermark insert can be ensured with simple production.
  • the spaced line or dot-shaped motif elements extend starting from the base body perpendicular to and beyond the screen surface. They advantageously exceed the sieve surface by 0.1 mm to 2 mm.
  • the main body is either arranged in the sieve surface or is advantageously 0.1 mm to 2 mm below the sieve surface. If the base body is arranged below the sieve surface, it is thus possible to selectively produce regions of greater paper thickness which, as a dark background, form a strong contrast to the linear or punctiform motif elements which appear bright in transmitted light.
  • the watermark insert is an injection molding insert.
  • the injection molding insert is expediently formed from a hydrophobic plastic, for example from polyoxymethylene.
  • the plastic may be added with wear-reducing additives.
  • the watermark insert may also be made by deep drawing or hot stamping.
  • 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.
  • 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.
  • the watermark insert integrated in the carrier screen is then perforated, optionally together with the carrier screen.
  • a thermoforming process an already pre-perforated plastic plate can be used, so that the subsequent perforation can be omitted.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 ⁇ m and a few 100 ⁇ m, for example about 500 ⁇ m.
  • the perforations preferably taper towards the upper design surface of the watermark insert.
  • the point and line motifs described herein may be combined with design elements known from conventional watermarking designs, such as a history watermark.
  • the associated watermark insert may contain, in addition to the described spaced-apart line-shaped or punctiform motif elements, a relief area extending in a planar manner for generating the history watermark.
  • 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.
  • Fig.1 shows a schematic representation of a banknote 10 with two watermarks 12,14 according to the invention, which are each in the form of a dot and line motif.
  • the first watermark 12 consists of the value "10" of the banknote (reference numeral 20-1), an inner frame 20-2 concentrically surrounding the denomination 20-1 and an outer frame 20-3 surrounding and surrounding the inner frame.
  • the second watermark 14 represents the Arabic version of the name "Giesecke &Devrient" using Arabic characters.
  • the watermarks 12, 14 are in the schematic view of FIG Fig. 1 Drawn black for illustrative reasons on a white background. However, it is understood that the watermarks 12, 14 actually represent thin areas in the banknote paper 16, which, as usual for watermarks, are barely recognizable or not at all and which are recognizable in transmitted light as bright areas in front of the darker background of the surrounding paper substrate 16 ,
  • the peculiarity of the watermarks 12,14 consists in the fact that they each show a picture motif of dots or lines, in which the individual picture elements (dots and lines) have a very small line width of only about 0.4 mm and in which these fine picture elements are also spaced apart without any watermarking of any connecting elements between the picture elements being visible.
  • Fig. 2 Prior art
  • the watermark 30 is made in a conventional manner by means of electrotypes.
  • electrotypes metal wires or metal moldings, so-called electrotypes, are conventionally soldered or welded onto the screen structure of the paper screen in order to completely close the paper screen at these locations.
  • electrotypes are conventionally soldered or welded onto the screen structure of the paper screen in order to completely close the paper screen at these locations.
  • the paper accumulation is obstructed in these sections of the papermaking screen and thin spots form in the paper, which appear very bright in transmitted light.
  • connecting bridges are between the inner frame 32-2 and the digits "1" and “0", respectively, of the value 32-1 leading to image artifacts 34-2, and a connecting bridge between the digits "1" and "0" is required leads to an image artifact 34-3.
  • Fig. 3 shown schematically drainage screen 40 used. It shows Fig. 3 (a) a top view of the drainage screen and Fig. 3 (b) a cross section along the line BB of Fig. 3 (a) ,
  • the dewatering screen 40 comprises a carrier screen 42 with a screen fabric 44, which is cut out in a partial region 50.
  • the height level of the paper facing surface of the support wire is in Fig. 3 (b) indicated by the reference numeral 52.
  • the screen fabric 44 has at least one system of interwoven, longitudinally extending warp threads 46 and weft threads 48 extending transversely thereto.
  • 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 support screen 42 may include both a single-layer and a multi-layer mesh, with the simpler view being shown in the figures only single-layer mesh.
  • a plastic watermark insert 54 is arranged, which is connected at its edge to the mesh fabric 44.
  • the connection can basically be manifold Way done, for example, by a plastic encapsulation or back injection, using a plurality along the edge arranged mounting studs, or by welding or gluing.
  • the plastic watermark insert 54 is an injection-molded element which is injected directly into the cut-out portion 50 of the screen fabric 44 with a corresponding tool shape and thereby enters into a particularly intimate connection with the screen fabric.
  • the injection-molded watermark insert 54 has a main body 56 which is arranged completely at 0.1 mm below the sieve surface 52 of the carrier screen 42. Starting from the base body 56, spaced line-shaped motif elements 60-1, 60-2 and 60-3 extend vertically upwards and project beyond the sieve surface 52, in the exemplary embodiment by approximately 1.5 mm. Above the screen surface 52 there is no connection between the line-shaped motif elements 60-1, 60-2 and 60-3.
  • Fig. 3 (a) As best in the supervision of Fig. 3 (a) to recognize the subject element 60-1 in the form of the value number "10", the motif element 60-2 in the form of surrounding the value number inner frame and the motif element 60-3 in the form of the rotated outer frame.
  • the base body 56 and the motif elements 60-1, 60-2, 60-3 are made of the same plastic material and are produced simultaneously in the injection process, are for better distinctness in Fig. 3 (a) only the motif elements are shown cross-hatched, while the main body is shown unfilled.
  • the watermark insert 54 despite the narrow line shape of the motif elements 60-1, 60-2, 60-3 an excellent stability and shows a high durability even with the high mechanical loads of paper production. At the same time it is ensured by the described construction of the watermark insert 54, that the stabilizing base body 56 is always in or below the screen surface 52, so that no disturbing image artifacts occur in the generated watermark 12.
  • the main body 56 is provided with a plurality of perforations 58.
  • the diameter of the perforations 58 is chosen so small that they do not adhere to fibers in paper production. Typical perforation diameters are between 100 ⁇ m and a few 100 ⁇ m, for example about 500 ⁇ m.
  • the motif elements 60-1, 60-2, 60-3 contain no perforations.
  • Fig. 4 As a further embodiment of the invention in a plan view of that section of the Entskyssansssiebs 40, the generation of the watermark 14 of Fig.1 serves. Also in this embodiment, a portion of the mesh fabric 44 was cut out and a plastic watermark insert 70 is injected directly into the cut portion of the mesh fabric 44.
  • the injection-molded watermark insert 70 has a main body 72, which is arranged completely by approximately 0.5 mm below the sieve surface 52 of the carrier screen 42.
  • the watermark insert 70 further contains a plurality of motif elements 74-1, 74-2, which are partly line-shaped (motif elements 74-1), partly punctiform (motif elements 74-2), and extending from the base body 72, vertically upwards extend beyond the screen surface. Above the screen surface there is no connection between the point and line-shaped motif elements 74-1, 74-2, so that in the generated watermark 14 no disturbing image artifacts occur ( Fig. 1 ).
  • the motif elements 74-1, 74-2 represent Arabic characters and together form a lettering with the Arabic version of the name "Giesecke &Devrient". How out Fig. 4 Immediately apparent, such a representation can not be meaningfully realized with conventional electrotypes, since the image artifacts always visible in the watermark in the form of connecting lines between the individual line and dot elements would lead to a barely legible and visually unacceptable appearance of the Arabic word.
  • the base body 72 of the watermark insert 70 is provided with a plurality of perforations 76, which are shown in the figure for clarity, but only in a small portion of the base body 72.
  • the dimensions of the drainage perforations 76 are chosen to be small enough that they do not adhere to fibers during papermaking and are preferably between 100 ⁇ m and several 100 ⁇ m.

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  • Paper (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem 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.
  • 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. Sollen Bildmotive mit beabstandeten linienförmigen Bildelementen als zweistufige Wasserzeichens mit Hilfe von Elektrotypen erzeugt werden, so ist es wegen der bei der Papierherstellung auftretenden hohen Druckbelastungen erforderlich, die linienförmigen Teilelemente untereinander durch Verbindungsstege zu stabilisieren. Diese Verbindungsstege zeichnen sich allerdings im fertigen Wasserzeichen als unerwünschte Bildartefakte im Papier ab.
  • WO 2013/140126 offenbart ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem Wasserzeichen in Form eines Punkt- und Linienmotivs. Das Entwässerungssieb weist ein Trägersieb auf, auf welchem ein Wasserzeicheneinsatz angeordnet ist. Der Wasserzeicheneinsatz ist eine Verbund-Siebelektrotype, bei der die Motivelemente mit einem feinen Sieb verbunden sind. Dabei ist das feine Sieb von einer spezifischen Größe, die sicherstellt, dass seine Struktur im fertigen Papier für das bloße Auge nicht sichtbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entwässerungssieb der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Entwässerungssieb die Herstellung von Papier mit einem Wasserzeichen in Form eines vorgegebenen Punkt- und Linienmotivs ermöglichen, ohne dass im Wasserzeichen irgendwelche Verbindungselemente zwischen den beanstandeten Bildelementen sichtbar sind,
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung enthält ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit einem Wasserzeichen. Dabei ist das Wasserzeichen erfindungsgemäß in Form eines Punkt- und Linienmotivs, das aus Punkten und/oder Linien besteht, vorgegeben. Das Entwässerungssieb weist ein Trägersieb auf, das eine Sieboberfläche enthält, auf der Papier angelagert wird, sowie einen in einem Teilbereich des Trägersiebs angeordneten perforierten Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz. Der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz enthält einen Grundkörper und zumindest zwei beabstandete linien- oder punktförmige Motivelemente, wobei der Grundkörper in oder unterhalb der Sieboberfläche des Trägersiebs angeordnet ist, und die zumindest zwei beabstandeten linien- oder punktförmige Motivelemente sich zur Bildung des vorgegebenen Punkt- und Linienmotivs vom Grundkörper ausgehend bis über die Sieboberfläche erstrecken. Oberhalb der Sieboberfläche sind die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente unverbunden.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung wird die Oberfläche des Trägersiebs, auf der Papier angelagert wird, als oben liegende Siebfläche angesehen, die gegenüberliegende Siebfläche als unten liegende Siebfläche, so dass die Angaben "oberhalb der Sieboberfläche" bzw. "unterhalb der Sieboberfläche" eine klare Bedeutung haben.
  • Die Bezeichnung Punkt- und Linienmotiv bedeutet, dass das Motiv aus Punkten und/ oder Linien besteht. Der Begriff umfasst neben Mischmotiven aus Punkten und Linien auch reine Linienmotive und reine Punktmotive.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente eine Strichbreite von 0,6 mm oder weniger, vorzugsweise von 0,4 mm oder weniger auf. Bei punktförmigen Motivelementen ist die Strichbreite zugleich die Strichlänge, so dass punktförmige Motivelemente vorzugsweise eine Größe von 0,6 mm x 0,6 mm oder weniger, insbesondere von 0,4 mm x 0,4 mm oder weniger aufweisen.
  • Die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente stellen mit Vorteil zumindest teilweise Schriftzeichen dar, insbesondere lateinische, kyrillische oder arabische Schriftzeichen.
  • Vorzugsweise sind die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente mit dem Grundkörper einstückig ausgebildet. Dadurch kann bei einfacher Herstellung eine besonders hohe Stabilität des Wasserzeicheneinsatzes sichergestellt werden.
  • Vorteilhaft erstrecken sich die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente von dem Grundkörper ausgehend senkrecht zur und über die Sieboberfläche hinaus. Sie überragen die Sieboberfläche dabei mit Vorteil um 0,1 mm bis 2 mm. Der Grundkörper ist dagegen entweder in der Sieboberfläche angeordnet oder liegt vorteilhaft um 0,1 mm bis 2 mm unterhalb der Sieboberfläche. Wird der Grundkörper unterhalb der Sieboberfläche angeordnet, so können dadurch gezielt Bereiche größerer Papierdicke erzeugt werden, die als dunkler Hintergrund einen starken Kontrast zu den im Durchlicht hell erscheinenden linien- oder punktförmigen Motivelementen bilden.
  • 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 obenliegenden Designfläche des Wasserzeicheneinsatzes hin.
  • Die vorliegend beschriebenen Punkt- und Linienmotive können selbstverständlich mit von herkömmlichen Wasserzeichengestaltungen bekannten Designelementen, wie etwa einem Verlaufswasserzeichen, kombiniert sein. Beispielsweise kann der zugehörige Wasserzeicheneinsatz dazu neben den beschriebenen beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelementen auch einen flächig ausgedehnten Reliefbereich zur Erzeugung des Verlaufswasserzeichens enthalten.
  • Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für die Papierherstellung mit einem Wasserzeichen, bei dem
    • das Wasserzeichen in Form eines Punkt- und Linienmotivs, das aus Punkten und/oder Linien besteht, vorgegeben wird,
    • ein Trägersieb mit einer Sieboberfläche, auf der Papier angelagert wird, bereitgestellt wird,
    • ein Wasserzeicheneinsatz mit einem Grundkörper und mit zumindest zwei beabstandeten linien- oder punktförmige Motivelementen im Spritzgussverfahren so in das Trägersieb eingespritzt wird, dass der Grundkörper in oder unterhalb der Sieboberfläche des Trägersiebs zu liegen kommt und sich die linien- oder punktförmigen Motivelemente zur Bildung des vorgegebenen Punkt- und Linienmotivs vom Grundkörper ausgehend bis über die Sieboberfläche erstrecken und oberhalb der Sieboberfläche unverbunden sind, und
    • der Wasserzeicheneinsatz durch Einwirkung von Laserstrahlung mit Entwässerungsperforationen versehen wird.
  • Vorzugsweise wird bei dem Verfahren das Trägersieb im Bereich des zu erzeugenden Wasserzeichens ausgeschnitten, und der Wasserzeicheneinsatz wird in dem ausgeschnittenen Bereich des Trägersiebs eingespritzt.
  • 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
    eine schematische Darstellung einer Banknote mit zwei erfindungsgemäßen Wasserzeichen, die jeweils in Form eines Punkt- und Linienmotivs ausgebildet sind,
    Fig. 2
    ("Stand der Technik"), das Erscheinungsbild eines Wasserzeichens, das dasselbe angestrebte Design wie das linke Wasserzeichen der Fig.1 aufweist, das jedoch auf herkömmliche Art mit Hilfe von Elektrotypen hergestellt ist,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines Entwässerungssiebs, das zur Erzeugung des linken Wasserzeichens der Fig. 1 eingesetzt wird, wobei (a) eine Aufsicht auf das Entwässerungssieb und (b) einen Querschnitt entlang der Linie B-B von (a) zeigt,
    Fig. 4
    als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines Entwässerungssiebs, das der Erzeugung des rechten Wasserzeichens der Fig. 1 dient.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel von Wasserzeichen für Banknoten erläutert. Fig.1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit zwei erfindungsgemäßen Wasserzeichen 12,14, die jeweils in Form eines Punkt- und Linienmotivs ausgebildet sind. Das erste Wasserzeichen 12 besteht aus der Wertzahl "10" der Banknote (Bezugszeichen 20-1), aus einem die Wertzahl 20-1 konzentrisch umgebenden inneren Rahmen 20-2 und einem den inneren Rahmen umgebenden und gegen diesen gedrehten äußeren Rahmen 20-3. Das zweite Wasserzeichen 14 stellt die arabische Version des Namens "Giesecke & Devrient" unter Verwendung arabischer Schriftzeichen dar.
  • Die Wasserzeichen 12,14 sind in der schematischen Ansicht der Fig. 1 aus zeichnerischen Gründen schwarz auf weißem Hintergrund dargestellt. Er versteht sich jedoch, dass die Wasserzeichen 12,14 tatsächlich Dünnstellen im Banknotenpapier 16 darstellen, die, wie für Wasserzeichen üblich, im Aüflicht kaum oder gar nicht erkennbar sind und die im Durchlicht als helle Bereiche vor dem dunkleren Hintergrund des umgebenden Papiersubstrats 16 erkennbar sind.
  • Die Besonderheit der Wasserzeichen 12,14 besteht nun darin, dass sie jeweils ein Bildmotiv aus Punkten bzw. Linien zeigen, bei dem die einzelnen Bildelemente (Punkte und Linien) eine sehr geringe Strichbreite von nur etwa 0,4 mm aufweisen und bei dem diese feinen Bildelemente zudem voneinander beabstandet sind, ohne dass im Wasserzeichen irgendwelche Verbindungselemente zwischen den Bildelementen sichtbar wären.
  • Zum besseren Verständnis der Vorteile der Erfindung zeigt Fig. 2 ("Stand der Technik") das Erscheinungsbild eines Wasserzeichens 30, das dasselbe angestrebte Design wie das Wasserzeichen 12 der Fig. 1 aufweist, also eine Wertzahl "10" (Bezugszeichen 32-1), umgeben von konzentrischen inneren und äußeren Rahmen 32-2,32-3. Das Wasserzeichen 30 ist jedoch auf herkömmliche Art und Weise mit Hilfe von Elektrotypen hergestellt. Zur Erzeugung solcher zweistufiger Wasserzeichen mit starkem Hell-Dunkel-Effekt, wie für das Wasserzeichen 30 angestrebt, werden herkömmlich Metalldrähte oder Metallformteile, sogenannte Elektrotypen, auf die Siebstruktur des Papiersiebs aufgelötet oder aufgeschweißt, um das Papiersieb an diesen Stellen vollständig zu verschließen. Dadurch wird die Papieranlagerung in diesen Teilbereichen des Papiersiebs behindert und es bilden sich Dünnstellen im Papier, die im Durchlicht betrachtet sehr hell erscheinen.
  • Sollen dabei beabstandete linienförmige Bildelemente, wie etwa die Wertzahl 32-1 und die Rahmen 32-2, 32-3 des Wasserzeichens 30 erzeugt werden, so ist es wegen der bei der Papierherstellung auftretenden hohen Druckbelastungen erforderlich, die linienförmigen Teilelemente der Elektrotype untereinander durch Verbindungsstege zu stabilisieren. Diese Verbindungsstege zeichnen sich jedoch im fertigen Wasserzeichen 30 als unerwünschte Bildartefakte 34 im Papier ab und beeinträchtigen so das visuelle Erscheinungsbild des Wasserzeichens 30. Im gezeigten Vergleichsbeispiel nach dem Stand der Technik sind beispielsweise Verbindungsstege zwischen dem äußeren Rahmen 32-3 und dem inneren Rahmen 32-2 erforderlich, die zu Bildartefakten 34-1 (Fig. 2) führen. Darüber hinaus sind Verbindungsstege zwischen dem inneren Rahmen 32-2 und den Ziffern "1" bzw. "0" der Wertzahl 32-1 erforderlich, die zu Bildartefakten 34-2 führen, und es ist ein Verbindungssteg zwischen den Ziffern "1" und "0" erforderlich, der zu einem Bildartefakt 34-3 führt.
  • Um nun das ungestörte Erscheinungsbild des Wasserzeichens 12 der Fig. 1 zu erhalten, das keine derartigen Bildartefakte aufweist, wird erfindungsgemäß das in Fig. 3 schematisch dargestellte Entwässerungssieb 40 eingesetzt. Dabei zeigt Fig. 3(a) eine Aufsicht auf das Entwässerungssieb und Fig. 3(b) einen Querschnitt entlang der Linie B-B von Fig. 3(a).
  • Das Entwässerungssieb 40 umfasst ein Trägersieb 42 mit einem Siebgewebe 44, welches in einem Teilbereich 50 ausgeschnitten ist. Das Höhenniveau der dem Papier zugewandten Oberfläche des Trägersiebs ist in Fig. 3(b) durch das Bezugszeichen 52 angezeigt.
  • 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 weitere 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 weist einen Grundkörper 56 auf, der vollständig um 0,1 mm unterhalb der Sieboberfläche 52 des Trägersiebs 42 angeordnet ist. Von dem Grundkörper 56 ausgehend, erstrecken sich beabstandete linienförmige Motivelemente 60-1, 60-2 und 60-3 senkrecht nach oben und überragen die Sieboberfläche 52, im Ausführungsbeispiel um etwa 1,5 mm. Oberhalb der Sieboberfläche 52 gibt es keinerlei Verbindung zwischen den linienförmigen Motivelementen 60-1, 60-2 und 60-3.
  • Wie am besten in der Aufsicht der Fig. 3(a) zu erkennen, ist das Motivelement 60-1 in Form der Wertzahl "10", das Motivelement 60-2 in Form des die Wertzahl umgebenden inneren Rahmens und das Motivelement 60-3 in Form des gedrehten äußeren Rahmens ausgebildet. Obwohl der Grundkörper 56 und die Motivelemente 60-1, 60-2, 60-3 aus demselben Kunststoffmaterial bestehen und gleichzeitig bei dem Einspritzvorgang erzeugt werden, sind zur besseren Unterscheidbarkeit in Fig. 3(a) nur die Motivelemente kreuzschraffiert dargestellt, während der Grundkörper ungefüllt dargestellt ist.
  • Da die Motivelemente 60-1, 60-2, 60-3 alle vom selben Grundkörper 56 emporragen und mit diesem integral ausgebildet sind, weist der Wasserzeicheneinsatz 54 trotz der schmalen Linienform der Motivelemente 60-1, 60-2, 60-3 eine ausgezeichnete Stabilität auf und zeigt auch bei den hohen mechanischen Belastungen der Papierherstellung eine hohe Lebensdauer. Zugleich ist durch die beschriebene Konstruktion des Wasserzeicheneinsatzes 54 sichergestellt, dass der stabilisierende Grundkörper 56 stets in oder unterhalb der Sieboberfläche 52 liegt, so dass im erzeugten Wasserzeichen 12 keine störenden Bildartefakte auftreten.
  • Um die Entwässerung bei der Papierherstellung auch im Bereich des Wasserzeicheneinsatzes 54 sicherzustellen, ist dessen 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. Die Motivelemente 60-1, 60-2, 60-3 enthalten keine Perforationen.
  • Fig. 4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in Aufsicht denjenigen Ausschnitt des Entwässerungssiebs 40, der der Erzeugung des Wasserzeichens 14 der Fig.1 dient. Auch bei dieser Ausgestaltung wurde ein Teilbereich des Siebgewebes 44 ausgeschnitten und ein Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz 70 direkt in den ausgeschnittenen Teilbereich des Siebgewebes 44 eingespritzt. Der spritzgegossene Wasserzeicheneinsatz 70 weist einen Grundkörper 72 auf, der vollständig um etwa 0,5 mm unterhalb der Sieboberfläche 52 des Trägersiebs 42 angeordnet ist.
  • Der Wasserzeicheneinsatz 70 enthält weiter eine Mehrzahl von Motivelementen 74-1, 74-2, die teils linienförmig (Motivelemente 74-1), teils punktförmig (Motivelemente 74-2) ausgebildet sind, und die sich vom Grundkörper 72 ausgehend, senkrecht nach oben über die Sieboberfläche hinaus erstrecken. Oberhalb der Sieboberfläche gibt es keinerlei Verbindung zwischen den punkt- und linienförmigen Motivelementen 74-1, 74-2, so dass im erzeugten Wasserzeichen 14 keine störenden Bildartefakte auftreten (Fig. 1).
  • Die Motivelemente 74-1, 74-2 stellen dabei arabische Schriftzeichen dar und bilden zusammen einen Schriftzug mit der arabischen Version des Namens "Giesecke & Devrient". Wie aus Fig. 4 unmittelbar ersichtlich, kann eine derartige Darstellung mit herkömmlichen Elektrotypen nicht sinnvoll verwirklicht werden, da die im Wasserzeichen stets sichtbaren Bildartefakte in Form von Verbindungslinien zwischen den einzelnen Linien- und Punktelementen zu einem kaum lesbaren und visuell inakzeptablen Erscheinungsbild des arabischen Schriftzugs führen würden.
  • Auch der Grundkörper 72 des Wasserzeicheneinsatzes 70 ist mit einer Mehrzahl von Perforationen 76 versehen, die in der Figur der klareren Darstellung halber jedoch nur in einem kleinen Teilbereich des Grundkörpers 72 gezeigt sind. Die Abmessungen der Entwässerungs-Perforationen 76 sind wiederum so klein gewählt, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften und liegen vorzugsweise zwischen 100 µm und einigen 100 Mikrometern.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Banknote
    12,14
    Wasserzeichen
    20-1
    Wertzahl
    20-2
    innerer Rahmen
    20-3
    äußerer Rahmen
    30
    Wasserzeichen
    32-1
    Wertzahl
    32-2
    innerer Rahmen
    32-3
    äußerer Rahmen
    34-1, 34-2, 34-3
    Bildartefakte
    40
    Entwässerungssieb
    42
    Trägersieb
    44
    Siebgewebe
    46
    Kettfäden
    48
    Schussfäden
    50
    ausgeschnittener Teilbereich
    52
    Höhenniveau Sieboberfläche
    54
    Wasserzeicheneinsatz
    56
    Grundkörper
    58
    Perforationen
    60-1, 60-2, 60-3
    Motivelemente
    70
    Wasserzeicheneinsatz
    72
    Grundkörper
    74-1,74-2
    Motivelemente
    76
    Perforationen

Claims (13)

  1. Entwässerungssieb (40) für die Herstellung von Papier mit einem Wasserzeichen (12, 14), bei dem
    - das Wasserzeichen (12,14) in Form eines Punkt- und Linienmotivs, das aus Punkten und/ oder Linien besteht, vorgegeben ist,
    - das Entwässerungssieb (40) 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),
    - der Kunststoff-Wasserzeicheneinsatz (54) einen Grundkörper (56) und zumindest zwei beabstandete linien- oder punktförmige Motivelemente (60-1,60-2, 60-3) enthält, wobei der Grundkörper (56) in oder unterhalb der Sieboberfläche (52) des Trägersiebs (42) angeordnet ist, und die zumindest zwei beabstandeten linien- oder punktförmige Motivelemente (60-1, 60-2, 60-3) sich zur Bildung des vorgegebenen Punkt- und Linienmotivs vom Grundkörper (56) ausgehend bis über die Sieboberfläche (52) erstrecken und oberhalb der Sieboberfläche (52) unverbunden sind.
  2. Entwässerungssieb (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente (60-1, 60-2,60-3) eine Strichbreite von 0,6 mm oder weniger, vorzugsweise von 0,4 mm oder weniger aufweisen.
  3. Entwässerungssieb (40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente (60-1, 60-2,60-3) zumindest teilweise Schriftzeichen darstellen, insbesondere lateinische, kyrillische oder arabische Schriftzeichen.
  4. Entwässerungssieb (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente (60-1,60-2,60-3) mit dem Grundkörper (56) einstückig ausgebildet sind.
  5. Entwässerungssieb (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente (60-1,60-2,60-3)von dem Grundkörper (56) ausgehend senkrecht zur und über die Sieboberfläche (52) hinaus erstrecken.
  6. Entwässerungssieb (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beabstandeten linien- oder punktförmigen Motivelemente (60-1, 60-2, 60-3) die Sieboberfläche (52) um 0,1 bis 2 mm überragen.
  7. Entwässerungssieb (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz (54) ein Spritzgusseinsatz ist.
  8. Entwässerungssieb (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Entwässerungssieb (40) eine Kunststoff-Umspritzung oder Kunststoff-Hinterspritzung aufweist, die den Wasserzeicheneinsatz mit dem Trägersieb (42) verbindet.
  9. Entwässerungssieb (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz (54) in einem ausgeschnittenen Bereich (50) des Trägersiebs (42) angeordnet und nur in einem vorzugsweise gezackten Randbereich mit diesem verbunden ist.
  10. Entwässerungssieb (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersieb (40) ein Siebgewebe (44) mit zumindest je einem System von miteinander verwobenen, in Längsrichtung verlaufenden Kettfäden (46) und quer dazu verlaufenden Schussfäden (48) aufweist, wobei das Siebgewebe (44) mit Vorteil entweder ein Metallgewebe, insbesondere ein Bronzegewebe enthält, ein Metall-Kunststoff-Mischgewebe, insbesondere ein Bronze- Kunststoff-Mischgewebe oder ein reines Kunststoffgewebe enthält.
  11. Entwässerungssieb (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzeicheneinsatz (54) eine Mehrzahl von Perforationen (58) aufweist, deren Abmessungen so klein sind, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs (40) für die Papierherstellung mit einem Wasserzeichen (12,14), bei dem
    - das Wasserzeichen (12, 14) in Form eines Punkt- und Linienmotivs, das aus Punkten und/oder Linien besteht, vorgegeben wird,
    - ein Trägersieb (42) mit einer Sieboberfläche (52), auf der Papier angelagert wird, bereitgestellt wird,
    - ein Wasserzeicheneinsatz (54) mit einem Grundkörper (56) und mit zumindest zwei beabstandeten linien- oder punktförmige Motivelementen (60-1, 60-2, 60-3) im Spritzgussverfahren so in das Trägersieb (42) eingespritzt wird, dass der Grundkörper (56) in oder unterhalb der Sieboberfläche des Trägersiebs (42) zu liegen kommt und sich die linien- oder punktförmigen Motivelemente (60-1, 60-2, 60-3) zur Bildung des vorgegebenen Punkt- und Linienmotivs vom Grundkörper (56) ausgehend bis über die Sieboberfläche (52) erstrecken und oberhalb der Sieboberfläche (52) unverbunden sind, und
    - der Wasserzeicheneinsatz (54) durch Einwirkung von Laserstrahlung mit Entwässerungsperforationen (58) versehen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersieb (42) im Bereich des zu erzeugenden Wasserzeichens (12,14) ausgeschnitten wird, und der Wasserzeicheneinsatz (54) in dem ausgeschnittenen Bereich (50) des Trägersiebs (42) eingespritzt wird.
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