EP4012098B1 - Dewatering screen, casting tool and method for manufacturing dewatering screens - Google Patents

Dewatering screen, casting tool and method for manufacturing dewatering screens Download PDF

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EP4012098B1
EP4012098B1 EP21020628.0A EP21020628A EP4012098B1 EP 4012098 B1 EP4012098 B1 EP 4012098B1 EP 21020628 A EP21020628 A EP 21020628A EP 4012098 B1 EP4012098 B1 EP 4012098B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
watermark
individual
region
inserts
area
Prior art date
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Active
Application number
EP21020628.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP4012098A1 (en
Inventor
Georg Depta
Andreas Aigner
André Gregarek
Andreas HÄNELT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Publication of EP4012098A1 publication Critical patent/EP4012098A1/en
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Publication of EP4012098B1 publication Critical patent/EP4012098B1/en
Active legal-status Critical Current
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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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines

Definitions

  • the invention relates generally to the manufacture of watermark paper.
  • the invention relates to a drainage wire for the production of paper with high-resolution watermarks, which has a carrier wire with a plurality of individual use areas, which each produce one of a plurality of individual use areas of the watermark paper during paper production, the drainage wire being provided with its individual use areas with watermark inserts, which are designed at least in some areas as a high-resolution multi-level watermark inserts, such as from the publication DE 10 2012 018 166 A1 is known.
  • the invention also relates to an injection molding tool for producing high-resolution, multi-stage watermark inserts for such drainage screens, as well as a method for producing drainage screens of the type mentioned.
  • a cylindrically welded dewatering screen with a multi-layer structure of different bronze screens is typically used for the production of detailed watermarks in cylinder screen technology.
  • the desired watermark motifs can be embossed into the bronze screen or soldered onto the screen structure as so-called electrotypes.
  • the invention is based on the object of specifying a dewatering fabric of the type mentioned at the outset which avoids the disadvantages of the prior art and in particular enables the production of watermark paper with customized watermarks in a simple and cost-effective manner.
  • the watermark inserts present in the individual use areas each have a series watermark area that is identical for all individual uses, and also have an individual watermark area that is individualized for each individual use.
  • the individual watermark area preferably has an individualization in the form of patterns, characters or a code, in particular a sequence of letters or numbers.
  • Personalization can For example, represent the page number of a passport or other multi-page identification document.
  • the individual watermark area generates a highlight area of the watermark, the information of which appears particularly light in the watermark paper.
  • Such highlight areas are very noticeable when viewed and are therefore quickly and reliably perceived by the user.
  • the individual watermark area is advantageously formed in each case by a binary structure whose flat surface sections are arranged at only two different height levels. Such binary structures can produce high contrast and are therefore visually very noticeable.
  • the individual watermark area can advantageously also be formed by a multilevel structure with 3, 4 or 5 different levels. As a result, differentiated brightness variations can still be present within a highlight area, for example, an effect that cannot be easily reproduced with conventional electrotypes.
  • the serial watermark area of the watermark inserts is preferably formed by a high-resolution, multi-level relief with 6 or more vertical levels. The height levels can also be so close together that the impression of a continuous relief progression is created.
  • the contrast between the resolution of the series watermark area (high-resolution, multi-level) and the individual watermark area (low-resolution, binary or low-level) creates a visual tension in the watermark, which emphasizes the individual watermark area and draws the viewer's attention to its information content.
  • the image content of the high-resolution serial watermark area often acts as a decorative background area that enhances the overall visual attractiveness of the watermark but does not itself carry any useful information.
  • the individual watermark area only occupies a subordinate surface area in the watermark insert. It preferably occupies less than 50%, advantageously less than 25% and in particular less than 15% of the area of the watermark insert.
  • the individual watermark area is advantageously integrated into the overall design of the watermark insert without any visible transitions, for example by a transition area between the individual watermark area and the serial watermark area being designed continuously or in several, in particular 4 or more, brightness levels.
  • Another authenticity feature within the watermark inserts can be formed by varying not only the information content of the individualization but also its position within the individual watermark area.
  • the position at which a highlight area is arranged can vary depending on the information displayed, for example even page numbers can be arranged on the left edge of the individual watermark area and odd page numbers can be arranged on the right edge of the individual watermark area.
  • the individual watermark area is in each case a laser-engraved area of the watermark insert educated.
  • the individual watermark area can be formed individually in a simple, cost-effective and particularly flexible manner by means of laser engraving.
  • the watermark insert has a watermark insert body with a depression into which one or more shaped elements are inserted in order to form the individual watermark area.
  • the shaped elements are advantageously connected to the watermark insert body by pressing, gluing or fusing.
  • the serial watermark area is preferably formed by an injection molding relief.
  • the part of the watermark inserts that is identical for all individual copies can be produced with high precision and quickly using an injection molding process, so that the total production time for the individualized watermark inserts remains short.
  • the watermark insert is advantageously a perforated injection molded insert.
  • raw areas or rough forms of a high-resolution, multi-level relief are provided in the individual watermark area, which are preferably formed at the same time by the injection molding process mentioned.
  • the watermark inserts are provided with drainage perforations, the arrangement of which is matched to the relative position of the individual watermark area in the watermark inserts.
  • the arrangement of the drainage perforations be selected in such a way that the drainage perforations either clearly separate the individual watermark area from the serial watermark area or, conversely, produce smoother transitions.
  • the drainage perforations can be arranged, for example, in the individual watermark area with a greater or lesser density than in the series watermark area, or the diameter of the drainage perforations can be larger or smaller in the individual watermark area than in the series watermark area.
  • the perforation can also be dispensed with entirely, which leads to a particularly light appearance.
  • An advantageous possibility for producing the desired watermark inserts is the use of a special injection molding tool with which high-resolution, multi-stage watermark inserts can be produced in a simple and cost-effective manner, each having a serial watermark area and an individual watermark area.
  • the injection molding tool contains an injection molding cavity with a series area and an individual area, with the series area of the injection molding cavity being provided with a high-resolution watermark relief in the form of the inverted relief of the desired series watermark area, and the individual area of the injection molding cavity being provided with a depression with detachably inserted molded pieces in the form of the inverted relief of the desired individual watermark area.
  • the recess of the injection mold is preferably formed by round bores, but can also be freely shaped.
  • the molded pieces used can be releasably accommodated in the recess, for example by pressing.
  • the fittings are each with a seal provided to prevent plastic from flowing behind the fittings during the injection process.
  • the injection molding tool and the fittings are produced with particular advantage by an additive manufacturing process.
  • the watermark insert blanks are each injected directly into the carrier screen in this variant and in the variants described below.
  • the watermark insert blanks are individualized by laser impingement only after they have been produced, in particular after they have been directly injected into the carrier screen.
  • Laser engraving allows practically any graphic design of the individualization. For letters and numbers, font types, sizes and their graphic design are completely free.
  • the watermark insert blanks are additionally provided with drainage perforations by laser impingement.
  • the laser engraving of the raw areas can be done with the same laser processing unit with which the drainage perforations are also produced.
  • two laser processing units can be used, one unit for laser engraving the watermark insert blanks from the mold side and one unit for creating the drainage perforations from the drainage side. While the former solution requires little outlay in terms of equipment, the latter solution offers greater flexibility.
  • the drainage perforations can advantageously be designed to taper conically from the drainage side to the mold side.
  • CO 2 lasers can be considered as laser sources both for laser engraving and for laser perforation, CO 2 lasers or CO lasers being advantageously used for the laser processing of watermark inserts based on thermoplastic elastomers.
  • the latter allow particularly small spot sizes due to the shorter wavelength.
  • Even finer resolutions in laser engraving and perforation can be achieved with lasers in the near infrared or even visible spectral range, whereby solid-state lasers or fiber lasers can be used.
  • the laser beam can advantageously be deflected using a galvanometer scanner.
  • the exit optics of the laser are preferably protected by a strong air current because they are located below the material to be processed. At the same time, any gases and residues that are formed are advantageously sucked off well so that they cannot be deposited in the area of the screen.
  • the individual watermark areas can also be produced from the raw areas by electroerosion.
  • the coarse form typically has a resolution that is 2 to 10 times lower than the refined series watermark area.
  • the demands on the accuracy of the injection molding process are therefore comparatively low.
  • a prefabricated rough form can be refined with significantly less processing effort and shorter processing time through the material-removing process, in particular through laser engraving.
  • the separate shaped elements are preferably connected to the watermark insert blanks by pressing, gluing or fusing, in particular permanently connected.
  • the mold elements themselves are advantageously cast.
  • the separate shaped elements can be inserted into the depressions of the watermark insert blanks, for example, using a pick-and-place assembly unit.
  • each watermark insert blank which has the desired shape of the respective individual watermark area.
  • the individual watermark areas can also each be formed by a plurality of shape elements which together form the desired individual watermark area.
  • any desired individualization can be produced with a limited number of different shaped elements. For example, an arbitrarily complex number-based individualization can be generated by ten form elements in the form of the numbers "0" to "9".
  • watermark inserts are produced with an injection molding tool of the type mentioned above, each of which has a serial watermark area and an individual watermark area.
  • the watermark blanks or watermark inserts can also be formed by an additive manufacturing process (also often referred to as 3D printing) as a layer sequence of a plurality of material layers firmly connected to one another.
  • an additive manufacturing process also often referred to as 3D printing
  • the proposed solutions are particularly suitable for the production of watermark paper for valuable documents, such as passport paper, visas, certificates or banknotes.
  • the term "paper” includes all substrates into which watermarks in the papermaking sense can be introduced. This includes in particular fibrous substrates made from natural and/or artificial fibers.
  • the procedures described allow the production of individualized watermarks with a complex and visually attractive appearance.
  • figure 1 shows schematically a section of a dewatering screen 10 used for papermaking in plan view, and 2 shows a cross section of the screen in the area of a single blank along line II-II of FIG 1 .
  • the dewatering fabric 10 contains a single-layer or multi-layer support fabric 12 with a plurality of individual use areas 14, which in papermaking each have one of a plurality of individual uses of the watermark paper generate.
  • the dewatering screen 10 is provided with a watermark insert 20, which is designed in a partial area 22 as a high-resolution, multi-stage watermark insert.
  • the watermark inserts 20 of the dewatering screen are formed by perforated injection-molded inserts which, as the variants of the invention described below show, are injected directly into the screen fabric of the carrier screen 12 in the area of a recess 16 either completely or at least with their main component.
  • the watermark inserts 20 have on the one hand a series watermark area 22 which is identical for all individual copies 14 and on the other hand each have an individual watermark area 24 which is individualized for each individual copy 14 .
  • the watermark inserts 20 can be used to produce watermark paper for the pages of a passport, in which the page number of the passport page is contained in an individualized watermark area.
  • the watermark inserts 20 can be used to produce watermark paper for banknotes, in which the watermarks carry individual information that is specific to the row, column or position of the single-use area 14 on the printed sheet. With modern numbering methods, this position or individualization can be included in the numbering and thus represent a further hurdle for potential forgeries as a mark of authenticity.
  • the series watermark area 22 in the exemplary embodiment a high-resolution multi-level Relief 26, such as a portrait or other graphic motif.
  • the page number of the individual watermark area 24 is in the form of a binary structure 28 with only two vertical levels.
  • the individual watermark area 24 of the watermark insert 20 produces a conspicuous highlight area within the watermark, in which the page numbers in the paper appear as particularly light areas.
  • watermark inserts 20 for example, as with reference to FIG 3 be proceeded as described.
  • the starting point is a carrier screen 12 which is provided with recesses 16 in the area of the watermark inserts 20 to be attached.
  • watermark insert blanks 30 are produced in these recesses by injection molding, which already have the desired high-resolution, multi-stage relief 26 in their serial watermark area 22 .
  • the individual watermark area is not yet structured in the injection-molded blanks 30; instead, the blanks 30 each contain only a raw area 32, which has dimensions suitable for forming the desired binary structures.
  • the watermark insert blanks 30 with the serial watermark area 22 and the raw area 32 are all identical and can be produced easily and inexpensively using the same injection molding tool.
  • the watermark insert blanks 30 injected into the carrier screen are then exposed to laser radiation 34 from the molding side of the blanks in the raw area 32, with the specific binary structure being individually engraved for each blank by laser engraving 28 of the respective individual watermark area 24 is generated, as in 3(b) shown.
  • the carrier screen with the engraved watermark insert blanks 30 is exposed to further laser radiation 36 from the drainage side of the blanks in order to produce a plurality of small drainage perforations 38 in the blanks and thereby complete the individualized watermark inserts 20, as in 3(c) shown.
  • the drainage perforations 38 are introduced from the drainage side of the blanks 30 in order to be able to produce slightly tapered perforations 38 whose opening on the mold side is smaller the higher the relief structure is formed there.
  • two laser processing units are used for laser processing of the mold side ( 3(b) ) and the laser processing of the drainage side ( 3(c) ) used.
  • only one laser processing unit can be used, which then carries out both the laser engraving of the raw areas 32 and also produces the drainage perforations 38 from the mold side.
  • the procedure described not only allows the desired individualization of the watermark inserts to be carried out in a simple and cost-effective manner, complex and visually attractive individual watermark areas can also be produced.
  • the individual watermark areas can also be designed as a multilevel structure with 3, 4 or 5 different vertical levels instead of as a binary structure. Through such different height levels can also be provided within a highlight area differentiated brightness variations.
  • a further authenticity feature can be formed in the watermark inserts 20, for example, in that the position of the binary structure 28 within the raw area 32 ( 3(a) ) is varied depending on the information displayed, for example the number of pages displayed.
  • the arrangement of the drainage perforations 38 can also be matched to the respective position of an individual watermark area 24 and particularly delimit it from the series watermark area 22 or produce smoother transitions. Differences in contrast in the individual watermark area 24 can be supported by varying the arrangement of the drainage perforations 38, for example a greater or lesser density of the perforations 38 produced.
  • the laser treatment for laser engraving of the raw areas and for laser perforation of the watermark inserts can be carried out using a CO 2 laser, for example. It has opted for watermark inserts Based on thermoplastic elastomers, the wavelength of 9.4 ⁇ m, which is otherwise rather unusual for CO 2 lasers, turned out to be advantageous.
  • the relief of the mold side of injection-moulded watermark insert blanks 40 can also be produced completely by subsequent laser engraving, ie by laser engraving of watermark insert blanks that are already present in the carrier screen.
  • Both the specific binary structure 28 of the respective individual watermark area 24 (laser radiation 34-A) and the high-resolution, multi-level relief 26 of the serial watermark area 22 (laser radiation 34-B) are formed by laser treatment 34 of the form side.
  • mixed forms are also possible, in which, for example, watermark insert blanks are first produced in the carrier screen by injection molding, which in addition to a raw area 32 for the individual watermark area only have a rough form of the high-resolution, multi-stage relief 26 .
  • the specific binary structure 28 of the respective individual watermark area 24 is generated in the raw area 32 and the rough form is refined into the high-resolution, multi-stage relief 26 of the serial watermark area 22 in the same processing step.
  • Such a mixing method is particularly useful if the watermark insert is to contain smooth transitions between the individual watermark area and the serial watermark area.
  • the subsequent generation of dewatering perforations can also from the mold side or, as in connection with the 3 described, take place from the drainage side of the blanks.
  • FIG.5(a) watermark insert blanks 50 are first produced in the recesses 16 of the carrier screen 12 by injection molding, which have the desired high-resolution, multi-stage relief 26 in their serial watermark area 22 .
  • the body 52 of the blanks 50 instead of the individual watermark area, each have a depression 54 for receiving shaped elements 60 in the form of the desired binary structures 28 .
  • the watermark insert blanks 50 with the series watermark area 22 and the depression 54 are therefore all identical and can be produced easily and inexpensively using the same injection molding tool.
  • individual plastic mold elements 60 with the desired binary reliefs have already been cast in advance, as shown in Fig.5(b) shown. These individual mold elements 60 are then inserted, for example with a pick-and-place assembly unit, into the depressions 54 of the respective watermark insert blanks 50 in order to form the binary reliefs 28 of the individual watermark areas 24, as shown in FIG Fig.5(d) shown.
  • the connection of the shaped elements 60 to the watermark insert body 52 can take place, for example, by pressing, gluing or fusing.
  • the individual watermark area 24 of the watermark inserts can also be formed by a plurality of shaped elements 61, 62, 63, which together form the desired binary relief 28 of the individual watermark area 24, as shown in Fig.5(c) illustrated.
  • the form elements 61, 62, 63 represent the required digits or digit components, so that with a limited number of different form elements, any desired number of pages or any desired individual information can be put together.
  • the watermark inserts including the mold elements 60 are exposed to laser radiation in order to produce the drainage perforations 38 of the blanks and thereby complete the individualized watermark inserts 20, as in FIG Fig. 5(e) shown.
  • FIG. 6 shows in 6(a) an inventive injection mold 70 for injecting a watermark insert 20 into the carrier screen 12 of Figures 1 and 2 .
  • the injection molding tool 70 contains a nozzle tool 72 as the upper part of the injection molding tool and a relief tool 80 as the lower part of the injection molding tool.
  • the nozzle tool 72 and the relief tool 80 form an injection molding cavity 74 between them in the region of a recess 16 of the carrier screen 12, into which plastic is injected to produce the watermark set 20.
  • the nozzle mold 72 is formed in the form of a flat plate, on the underside of which is formed a nozzle mold cavity which is connected to a nozzle orifice 76 arranged at the top of the nozzle mold 72 for injecting plastic.
  • the relief tool 80 is also designed in the form of a flat plate, the relief tool 80 having a watermark relief with a series area 82 and an individual area 84 on its upper side in the area of the injection molding cavity 74 .
  • the series area 82 is formed by a high-resolution watermark relief 86 in the form of the inverted relief 26 of the desired series watermark area 22, while the individual area 84 is provided with a binary relief 88 in the form of the inverted binary relief 28 of the desired individual watermark area 24.
  • the special design of the relief tool 80 is in Figures 6(b) to (d) illustrated in more detail.
  • the relief tool 80 has a depression 90 ( Fig.6(b) ) into the detachable fittings 92, 93, 94 ( 6(c) ) can be used, which together form the binary relief 88 of the individual area 84.
  • the shaped pieces 92-94 can represent a limited number of shaped pieces, similar to a type case in letterpress printing, from which any desired individual information, for example a page number, can be assembled ( Fig. 6(d) ).
  • the indentation 90 of the relief tool can be formed by round bores, for example, or it can be freely shaped.
  • the shaped pieces 92-94 are accommodated in the recess 90 in a detachable manner by pressing. Seals can also be provided in order to prevent plastic from flowing in the depression 90 behind the shaped pieces 92-94 during injection, which would have to be laboriously removed again during subsequent casting.
  • the two tools are moved to the desired recess 16 in the carrier screen 12 and brought together in the vertical direction so that they receive the dewatering screen 10 between them in the area of the recess 16 with a predetermined pressure.
  • the injection molding tool 70 here forms the injection molding cavity 74 already mentioned, which is delimited on its underside by the watermark relief 86 , 88 of the relief tool 80 .
  • the drainage screen 10 contains the watermark insert 20 in the recess 16 with the desired high-resolution relief 26 and the desired individualizing binary structure 28, such as in Fig. 6(e) shown.
  • the watermark insert 20 is then also exposed to laser radiation in order to form the drainage perforations, as already described above.

Landscapes

  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Wasserzeichenpapier.The invention relates generally to the manufacture of watermark paper.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Entwässerungssieb für die Herstellung von Papier mit hochauflösenden Wasserzeichen, das ein Trägersieb mit einer Mehrzahl von Einzelnutzbereichen aufweist, die bei der Papierherstellung jeweils einen einer Mehrzahl von Einzelnutzen des Wasserzeichenpapiers erzeugen, wobei das Entwässerungssieb mit seinen Einzelnutzbereichen mit Wasserzeicheneinsätzen versehen ist, die zumindest in Teilbereichen als hochauflösende mehrstufige Wasserzeicheneinsätze ausgebildet sind, wie es z.B. aus der Druckschrift DE 10 2012 018 166 A1 bekannt ist.In particular, the invention relates to a drainage wire for the production of paper with high-resolution watermarks, which has a carrier wire with a plurality of individual use areas, which each produce one of a plurality of individual use areas of the watermark paper during paper production, the drainage wire being provided with its individual use areas with watermark inserts, which are designed at least in some areas as a high-resolution multi-level watermark inserts, such as from the publication DE 10 2012 018 166 A1 is known.

Die Erfindung betrifft auch ein Spritzgusswerkzeug zur Erzeugung von hochauflösenden mehrstufigen Wasserzeicheneinsätzen für solche Entwässerungssiebe, sowie Verfahren zum Herstellen von Entwässerungssieben der genannten Art.The invention also relates to an injection molding tool for producing high-resolution, multi-stage watermark inserts for such drainage screens, as well as a method for producing drainage screens of the type mentioned.

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.When paper is made on cylinder molds or fourdrinier machines, the paper pulp is continuously deposited on a moving dewatering wire and is solidified to such an extent that it can be drawn off the dewatering wire as a moist paper web for further processing. In particular security papers for banknotes, identification documents and the like are often provided with watermarks for security purposes, which allow the authenticity of the security paper to be checked and which at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.

Für die Herstellung von detailreichen Wasserzeichen in Rundsiebtechnologie wird typischerweise ein zylinderförmig geschweißtes Entwässerungssieb mit einem mehrlagigen Aufbau verschiedener Bronzesiebe eingesetzt. Die gewünschten Wasserzeichenmotive können dabei in das Bronzesieb geprägt oder als sogenannte Elektrotypen auf die Siebstruktur aufgelötet werden.A cylindrically welded dewatering screen with a multi-layer structure of different bronze screens is typically used for the production of detailed watermarks in cylinder screen technology. The desired watermark motifs can be embossed into the bronze screen or soldered onto the screen structure as so-called electrotypes.

Auch eine Erzeugung hochauflösender Wasserzeichen mittels perforierter Spritzgussreliefs ist bekannt und beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2006 058 513 A1 beschrieben.Generation of high-resolution watermarks by means of perforated injection molding reliefs is also known and is described in the publication, for example DE 10 2006 058 513 A1 described.

Bei manchen Anwendungen, etwa bei der Herstellung von Passbuchpapier, sind individuelle Wasserzeichen je Seite oder je Nutzen gewünscht. Hierzu werden gegenwärtig Elektrotypen, die beispielsweise die Seitenzahl einer Passbuchseite darstellen, mit hohem Arbeitsaufwand händisch auf das Entwässerungssieb aufgelötet. Alternativ können Highlight-Bereiche auch in hochauflösende Spritzgussreliefs integriert werden. Dabei ist allerdings keine nutzenspezifische Variation möglich, so dass gegenwärtig für unterschiedliche Wasserzeichen unter hohem Aufwand verschiedene Spritzgussformen gefräst werden müssen.In some applications, such as the production of passport paper, individual watermarks are required for each page or for each copy. For this purpose, electrotypes, which represent, for example, the page number of a passport page, are soldered onto the dewatering screen by hand, which involves a great deal of work. Alternatively, highlight areas can also be integrated into high-resolution injection molding reliefs. However, no usage-specific variation is possible, so that at present different injection molds have to be milled at great expense for different watermarks.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Entwässerungssieb der eingangs genannten Art anzugeben, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet und insbesondere in einfacher und kostengünstiger Weise die Erzeugung von Wasserzeichenpapier mit nutzenindividualisierten Wasserzeichen ermöglicht.Proceeding from this, the invention is based on the object of specifying a dewatering fabric of the type mentioned at the outset which avoids the disadvantages of the prior art and in particular enables the production of watermark paper with customized watermarks in a simple and cost-effective manner.

Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Entwässerungssieb vorgesehen, dass die in den Einzelnutzbereichen vorliegenden Wasserzeicheneinsätze jeweils einen Serienwasserzeichenbereich aufweisen, der für alle Einzelnutzen identisch ist, und zudem einen Individualwasserzeichenbereich aufweisen, der für jeden Einzelnutzen individualisiert ist.According to the invention, in a generic drainage wire, the watermark inserts present in the individual use areas each have a series watermark area that is identical for all individual uses, and also have an individual watermark area that is individualized for each individual use.

Bevorzugt weist der Individualwasserzeichenbereich dabei jeweils eine Individualisierung in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung, insbesondere eine Buchstaben- oder Ziffernfolge auf. Die Individualisierung kann beispielsweise die Seitenzahl eines Passbuchs oder eines anderen mehrseitigen Identifikationsdokuments darstellen.The individual watermark area preferably has an individualization in the form of patterns, characters or a code, in particular a sequence of letters or numbers. Personalization can For example, represent the page number of a passport or other multi-page identification document.

In einer gegenwärtig besonders bevorzugten Ausgestaltung erzeugt der Individualwasserzeichenbereich jeweils einen Highlight-Bereich der Wasserzeichen, dessen Information im Wasserzeichenpapier besonders hell erscheint. Solche Highlight-Bereiche sind bei Betrachtung sehr auffällig und werden vom Nutzer daher schnell und zuverlässig wahrgenommen. Grundsätzlich ist es mit den hier beschriebenen Verfahren allerdings grundsätzlich auch möglich, Individualwasserzeichenbereiche zu erzeugen, die im Wasserzeichenpapier besonders dunkel erscheinen.In a currently particularly preferred embodiment, the individual watermark area generates a highlight area of the watermark, the information of which appears particularly light in the watermark paper. Such highlight areas are very noticeable when viewed and are therefore quickly and reliably perceived by the user. In principle, however, it is also possible with the methods described here to generate individual watermark areas that appear particularly dark in the watermark paper.

Der Individualwasserzeichenbereich ist mit Vorteil jeweils durch eine Binärstruktur gebildet, deren ebene Flächenabschnitte auf nur zwei verschiedenen Höhenstufen angeordnet sind. Solche Binärstrukturen können einen hohen Kontrast erzeugen und sind daher visuell sehr auffällig. Der Individualwasserzeichenbereich kann mit Vorteil auch durch eine Multilevelstruktur mit 3, 4 oder 5 verschiedenen Höhenstufen gebildet sein. Dadurch können beispielsweise innerhalb eines Highlight-Bereichs noch differenzierte Helligkeitsvariationen vorliegen, ein Effekt, der sich mit herkömmlichen Elektrotypen nicht ohne weiteres nachstellen lässt.The individual watermark area is advantageously formed in each case by a binary structure whose flat surface sections are arranged at only two different height levels. Such binary structures can produce high contrast and are therefore visually very noticeable. The individual watermark area can advantageously also be formed by a multilevel structure with 3, 4 or 5 different levels. As a result, differentiated brightness variations can still be present within a highlight area, for example, an effect that cannot be easily reproduced with conventional electrotypes.

Der Serienwasserzeichenbereich der Wasserzeicheneinsätze ist bevorzugt durch ein hochauflösendes vielstufiges Relief mit 6 oder mehr Höhenstufen gebildet. Die Höhenstufen können dabei auch so nahe beieinanderliegen, dass der Eindruck eines kontinuierlichen Reliefverlaufs entsteht. Durch den Kontrast zwischen der Auflösung des Serienwasserzeichenbereichs (hochauflösend, vielstufig) und des Individualwasserzeichenbereichs (niedrigauflösend, binär oder wenigstufig) entsteht eine visuelle Spannung im Wasserzeichen, die den Individualwasserzeichenbereich betont und die Aufmerksamkeit des Betrachters auf dessen Informationsgehalt lenkt. Der Bildinhalt des hochauflösenden Serienwasserzeichenbereichs wirkt oft als dekorativer Hintergrundbereich, der die visuelle Attraktivität des Wasserzeichens insgesamt erhöht aber selbst keine Nutzinformation trägt.The serial watermark area of the watermark inserts is preferably formed by a high-resolution, multi-level relief with 6 or more vertical levels. The height levels can also be so close together that the impression of a continuous relief progression is created. The contrast between the resolution of the series watermark area (high-resolution, multi-level) and the individual watermark area (low-resolution, binary or low-level) creates a visual tension in the watermark, which emphasizes the individual watermark area and draws the viewer's attention to its information content. The image content of the high-resolution serial watermark area often acts as a decorative background area that enhances the overall visual attractiveness of the watermark but does not itself carry any useful information.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt der Individualwasserzeichenbereich jeweils nur einen untergeordneten Flächenanteil in dem Wasserzeicheneinsatz ein. Bevorzugt nimmt er weniger als 50%, vorteilhaft weniger als 25% und insbesondere weniger als 15% der Fläche des Wasserzeicheneinsatzes ein.In an advantageous embodiment, the individual watermark area only occupies a subordinate surface area in the watermark insert. It preferably occupies less than 50%, advantageously less than 25% and in particular less than 15% of the area of the watermark insert.

Der Individualwasserzeichenbereich ist mit Vorteil ohne sichtbare Übergänge in das Gesamtdesign des Wasserzeicheneinsatzes integriert, beispielsweise indem ein Übergangsbereich zwischen dem Individualwasserzeichenbereich und dem Serienwasserzeichenbereich kontinuierlich oder in mehreren, insbesondere 4 oder mehr Helligkeitsstufen gestaltet ist.The individual watermark area is advantageously integrated into the overall design of the watermark insert without any visible transitions, for example by a transition area between the individual watermark area and the serial watermark area being designed continuously or in several, in particular 4 or more, brightness levels.

Ein weiteres Echtheitsmerkmal innerhalb der Wasserzeicheneinsätze kann dadurch gebildet sein, dass nicht nur der Informationsgehalt der Individualisierung sondern auch deren Position innerhalb des Individualwasserzeichenbereichs variiert. So kann etwa die Position, an der ein Highlight-Bereich angeordnet ist abhängig von der dargestellten Information variieren, beispielsweise können geradzahlige Seitenzahlen am linken Rand des Individualwasserzeichenbereichs und ungeradzahlige Seitenzahlen am rechten Rand des Individualwasserzeichenbereichs angeordnet sein.Another authenticity feature within the watermark inserts can be formed by varying not only the information content of the individualization but also its position within the individual watermark area. For example, the position at which a highlight area is arranged can vary depending on the information displayed, for example even page numbers can be arranged on the left edge of the individual watermark area and odd page numbers can be arranged on the right edge of the individual watermark area.

In einer bevorzugten Erfindungsvariante ist der Individualwasserzeichenbereich jeweils durch einen Lasergravurbereich des Wasserzeicheneinsatzes gebildet. Durch Lasergravur kann der Individualwasserzeichenbereich in einfacher, kostengünstiger und besonders flexibler Weise individuell ausgebildet werden.In a preferred variant of the invention, the individual watermark area is in each case a laser-engraved area of the watermark insert educated. The individual watermark area can be formed individually in a simple, cost-effective and particularly flexible manner by means of laser engraving.

Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante weist der Wasserzeicheneinsatz jeweils einen Wasserzeicheneinsatzkörper mit einer Vertiefung auf, in die ein oder mehrere Formelemente eingesetzt sind, um den Individualwasserzeichenbereich zu bilden. Die Formelemente sind vorteilhaft durch mit Pressung, Kleben oder Verschmelzen mit dem Wasserzeicheneinsatzkörper verbunden.In another, likewise advantageous variant of the invention, the watermark insert has a watermark insert body with a depression into which one or more shaped elements are inserted in order to form the individual watermark area. The shaped elements are advantageously connected to the watermark insert body by pressing, gluing or fusing.

In allen Gestaltungen ist der Serienwasserzeichenbereich vorzugsweise durch ein Spritzgussrelief gebildet. Auf diese Weise kann der für alle Einzelnutzen identische Teil der Wasserzeicheneinsätze hochgenau und rasch über ein Spritzgussverfahren erzeugt werden, so dass die Gesamtherstellungszeit für die individualisierten Wasserzeicheneinsätze klein bleibt.In all configurations, the serial watermark area is preferably formed by an injection molding relief. In this way, the part of the watermark inserts that is identical for all individual copies can be produced with high precision and quickly using an injection molding process, so that the total production time for the individualized watermark inserts remains short.

Der Wasserzeicheneinsatz ist mit Vorteil jeweils ein perforierter Spritzgusseinsatz. Dies bedeutet, dass vorteilhaft zumindest der Wasserzeicheneinsatzkörper und der Serienwasserzeichenbereich durch ein Spritzgussverfahren gebildet sind. In machen Gestaltungen sind im Individualwasserzeichenbereich Rohbereiche oder Grobformen eines hochauflösenden vielstufigen Reliefs vorgesehen, die vorzugsweise gleichzeitig durch das genannte Spritzgussverfahren gebildet sind.The watermark insert is advantageously a perforated injection molded insert. This means that advantageously at least the watermark insert body and the serial watermark area are formed by an injection molding process. In some designs, raw areas or rough forms of a high-resolution, multi-level relief are provided in the individual watermark area, which are preferably formed at the same time by the injection molding process mentioned.

Die Wasserzeicheneinsätze sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit Entwässerungs-Perforationen versehen, deren Anordnung jeweils auf die relative Lage des Individualwasserzeichenbereichs in den Wasserzeicheneinsätzen abgestimmt ist. Beispielsweise kann die Anordnung der Entwässerungs-Perforationen so gewählt sein, dass die Entwässerungs-Perforationen den Individualwasserzeichenbereich von dem Serienwasserzeichenbereich entweder deutlich abgrenzen oder umgekehrt weichere Übergänge erzeugen. Dazu können die Entwässerungs-Perforationen beispielsweise im Individualwasserzeichenbereich mit einer größeren oder kleineren Dichte als im Serienwasserzeichenbereich angeordnet sein, oder der Durchmesser der Entwässerungs-Perforationen kann im Individualwasserzeichenbereich größer oder kleiner als im Serienwasserzeichenbereich gewählt sein. Im Individualwasserzeichenbereich kann auch gänzlich auf die Perforation verzichtet werden, was zu einem besonders hellen Erscheinungsbild führt.In an advantageous embodiment, the watermark inserts are provided with drainage perforations, the arrangement of which is matched to the relative position of the individual watermark area in the watermark inserts. For example, the arrangement of the drainage perforations be selected in such a way that the drainage perforations either clearly separate the individual watermark area from the serial watermark area or, conversely, produce smoother transitions. For this purpose, the drainage perforations can be arranged, for example, in the individual watermark area with a greater or lesser density than in the series watermark area, or the diameter of the drainage perforations can be larger or smaller in the individual watermark area than in the series watermark area. In the individual watermark area, the perforation can also be dispensed with entirely, which leads to a particularly light appearance.

Eine vorteilhafte Möglichkeit zur Erzeugung der gewünschten Wasserzeicheneinsätze besteht im Einsatz eines speziellen Spritzgusswerkzeugs, mit dem in einfacher und kostengünstiger Weise hochauflösende mehrstufige Wasserzeicheneinsätze erzeugt werden können, die jeweils einen Serienwasserzeichenbereich und einen Individualwasserzeichenbereich aufweisen.An advantageous possibility for producing the desired watermark inserts is the use of a special injection molding tool with which high-resolution, multi-stage watermark inserts can be produced in a simple and cost-effective manner, each having a serial watermark area and an individual watermark area.

Das Spritzgusswerkzeug enthält dazu eine Spritzgusskavität mit einem Serienbereich und einem Individualbereich, wobei der Serienbereich der Spritzgusskavität durch ein hochauflösendes Wasserzeichenrelief in Gestalt des invertierten Reliefs des gewünschten Serienwasserzeichenbereichs versehen ist, und der Individualbereich der Spritzgusskavität durch eine Vertiefung mit lösbar eingesetzten Formstücken in Gestalt des invertierten Reliefs des gewünschten Individualwasserzeichenbereichs versehen ist.For this purpose, the injection molding tool contains an injection molding cavity with a series area and an individual area, with the series area of the injection molding cavity being provided with a high-resolution watermark relief in the form of the inverted relief of the desired series watermark area, and the individual area of the injection molding cavity being provided with a depression with detachably inserted molded pieces in the form of the inverted relief of the desired individual watermark area.

Die Vertiefung des Spritzgusswerkzeugs ist vorzugsweise durch runde Bohrungen gebildet, kann aber auch frei geformt sein. Die eingesetzten Formstücke können beispielsweise durch Pressung lösbar in der Vertiefung aufgenommen sein. Mit Vorteil sind die Formstücke jeweils mit einer Dichtung versehen um zu verhindern, dass beim Einspritzvorgang Kunststoff hinter die Formstücke fließen kann. Das Spritzgusswerkzeug und die Formstücke sind mit besonderem Vorteil durch ein additives Fertigungsverfahren erzeugt.The recess of the injection mold is preferably formed by round bores, but can also be freely shaped. The molded pieces used can be releasably accommodated in the recess, for example by pressing. Advantageously, the fittings are each with a seal provided to prevent plastic from flowing behind the fittings during the injection process. The injection molding tool and the fittings are produced with particular advantage by an additive manufacturing process.

Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines Entwässerungssiebs, insbesondere der oben beschriebene Art, bei dem

  • ein Trägersieb bereitgestellt wird, das eine Mehrzahl von Einzelnutzbereichen aufweist, die bei der Papierherstellung jeweils einen einer Mehrzahl von Einzelnutzen im Wasserzeichenpapier erzeugen,
  • in den Einzelnutzbereichen des Trägersiebs jeweils Wasserzeicheneinsätze eingebracht werden,
  • die Wasserzeicheneinsätze jeweils mit einem Serienwasserzeichenbereich ausgebildet werden, der für alle Einzelnutzen identisch ist, und mit einem Individualwasserzeichenbereich ausgebildet werden, der für jeden Einzelnutzen individualisiert ist, wodurch die Wasserzeicheneinsätze zumindest in Teilbereichen als hochauflösende mehrstufige Wasserzeicheneinsätze ausgebildet werden.
The invention also includes a method of manufacturing a dewatering screen, in particular of the type described above, in which
  • a carrier screen is provided, which has a plurality of individual use areas, which each produce one of a plurality of individual use areas in the watermark paper during paper production,
  • watermark inserts are inserted in the individual usable areas of the carrier screen,
  • the watermark inserts are each formed with a series watermark area that is identical for all individual copies, and are formed with an individual watermark area that is individualized for each individual copy, whereby the watermark inserts are formed at least in partial areas as high-resolution multi-stage watermark inserts.

In einer vorteilhaften Verfahrensführung werden dabei

  • durch Spritzgießen Wasserzeicheneinsatzrohlinge mit dem Serienwasserzeichenbereich und einem Rohbereich für den Individualwasserzeichenbereich erzeugt, und
  • werden durch Lasergravur in den eingebrachten Wasserzeicheneinsatzrohlingen die Individualwasserzeichenbereiche erzeugt.
In an advantageous method are thereby
  • injection molding watermark insert blanks having the serial watermark area and a blank area for the individual watermark area, and
  • the individual watermark areas are produced by laser engraving in the inserted watermark insert blanks.

In einer besonders vorteilhaften Verfahrensführung werden in dieser und den nachfolgend beschriebenen Varianten die Wasserzeicheneinsatzrohlinge jeweils direkt in das Trägersieb eingespritzt.In a particularly advantageous way of carrying out the method, the watermark insert blanks are each injected directly into the carrier screen in this variant and in the variants described below.

Die Wasserzeicheneinsatzrohlinge werden bei dieser vorteilhaften Variante also erst nach ihrer Erzeugung, insbesondere nach ihrer direkten Einspritzung in das Trägersieb durch Laserbeaufschlagung individualisiert. Die Lasergravur erlaubt eine praktisch beliebige grafische Gestaltung der Individualisierung. Bei Buchstaben und Zahlen sind etwa Schrifttypen, Größen und deren grafische Ausführung vollkommen frei.In this advantageous variant, the watermark insert blanks are individualized by laser impingement only after they have been produced, in particular after they have been directly injected into the carrier screen. Laser engraving allows practically any graphic design of the individualization. For letters and numbers, font types, sizes and their graphic design are completely free.

Mit Vorteil werden die Wasserzeicheneinsatzrohlinge zusätzlich durch Laserbeaufschlagung mit Entwässerungs-Perforationen versehen. Die Lasergravur der Rohbereiche kann dabei mit derselben Laserbearbeitungseinheit erfolgen, mit der auch die Entwässerungs-Perforationen erzeugt werden. Alternativ können zwei Laserbearbeitungseinheiten eingesetzt werden, eine Einheit für die Lasergravur der Wasserzeicheneinsatzrohlinge von der Formseite her und eine Einheit für die Erzeugung der Entwässerungs-Perforationen von der Drainageseite her. Während die erstgenannte Lösung geringen apparativen Aufwand erfordert, bietet die letztgenannte Lösung größere Flexibilität. Insbesondere können die Entwässerungs-Perforationen vorteilhaft von der Drainageseite zur Formseite hin konisch zulaufend ausgebildet werden.Advantageously, the watermark insert blanks are additionally provided with drainage perforations by laser impingement. The laser engraving of the raw areas can be done with the same laser processing unit with which the drainage perforations are also produced. Alternatively, two laser processing units can be used, one unit for laser engraving the watermark insert blanks from the mold side and one unit for creating the drainage perforations from the drainage side. While the former solution requires little outlay in terms of equipment, the latter solution offers greater flexibility. In particular, the drainage perforations can advantageously be designed to taper conically from the drainage side to the mold side.

Als Laserquellen kommt sowohl für die Lasergravur als auch für die Laserperforation CO2-Laser in Betracht, wobei für die Laserbearbeitung von Wasserzeicheneinsätzen auf Basis thermoplastischer Elastomere vorteilhaft CO2-Laser oder CO-Laser eingesetzt werden. Letztere erlauben wegen der kürzeren Wellenlänge besonders kleine Spotgrößen. Noch feinere Auflösungen bei der Lasergravur und der Perforation können mit Lasern im nahen Infrarot oder sogar sichtbaren Spektralbereich erreicht werden, wobei Festkörperlaser oder Faserlaser zum Einsatz kommen können. Vorteilhaft werden für die Bearbeitung kurze Pulse im Nanosekundenbereich, im Picosekunden- oder sogar Femtosekundenbereich eingesetzt. Bei den besonders kurzen Pulsen unterhalb einer Nanosekunde werden durch den geringen Energieeintrag thermische Effekte vorteilhaft vermieden.CO 2 lasers can be considered as laser sources both for laser engraving and for laser perforation, CO 2 lasers or CO lasers being advantageously used for the laser processing of watermark inserts based on thermoplastic elastomers. The latter allow particularly small spot sizes due to the shorter wavelength. Even finer resolutions in laser engraving and perforation can be achieved with lasers in the near infrared or even visible spectral range, whereby solid-state lasers or fiber lasers can be used. Become beneficial for the processing short pulses in the nanosecond range, in the picosecond or even femtosecond range. In the case of the particularly short pulses below a nanosecond, thermal effects are advantageously avoided due to the low energy input.

Die Ablenkung des Laserstrahls kann vorteilhaft über Galvanometerscanner erfolgen. Die Austrittsoptik des Lasers wird, da sie sich unterhalb des zu bearbeitenden Materials befindet, vorzugsweise von einem starken Luftstrom geschützt. Gleichzeitig werden entstandene Gase und Rückstände mit Vorteil gut abgesaugt, damit sie sich nicht im Bereich des Siebes ablagern können.The laser beam can advantageously be deflected using a galvanometer scanner. The exit optics of the laser are preferably protected by a strong air current because they are located below the material to be processed. At the same time, any gases and residues that are formed are advantageously sucked off well so that they cannot be deposited in the area of the screen.

Auch wenn der Einsatz der Lasergravur gegenwärtig bevorzugt ist, kann grundsätzlich auch ein mechanisches Abtragungsverfahren mit einem schabenden oder rotierenden Werkzeug zur Erzeugung der Individualwasserzeichenbereiche verwendet werden. Werden die Wasserzeicheneinsatzrohlinge aus einem leitfähigen Material hergestellt, können die Individualwasserzeichenbereiche auch durch Elektroerosion aus den Rohbereichen erzeugt werden.Even if the use of laser engraving is currently preferred, a mechanical removal process with a scraping or rotating tool can also be used to generate the individual watermark areas. If the watermark insert blanks are made from a conductive material, the individual watermark areas can also be produced from the raw areas by electroerosion.

Auch wenn gegenwärtig bevorzugt ist, die Wasserzeicheneinsatzrohlinge durch Spritzgießen bereits mit dem Serienwasserzeichenbereich zu erzeugen, kann grundsätzlich auch die gesamte Formseite der Wasserzeicheneinsätze durch nachträglichen Materialabtrag gebildet oder aus einer Grobform herausgearbeitet werden. Bei einem solchen Verfahren werden

  • durch Spritzgießen Wasserzeicheneinsatzrohlinge mit einem Rohbereich für den Serienwasserzeichenbereich und einem Rohbereich für den Individualwasserzeichenbereich erzeugt, und
  • werden durch ein materialabtragendes Verfahren, insbesondere durch Lasergravur, in den Rohbereichen der erzeugten Wasserzeicheneinsatzrohlinge die Serienwasserzeichenbereiche und die Individualwasserzeichenbereiche erzeugt.
Even if it is currently preferred to produce the watermark insert blanks by injection molding with the serial watermark area, in principle the entire molded side of the watermark inserts can also be formed by subsequent material removal or can be machined from a rough mold. In such a procedure
  • injection molding watermark insert blanks having a blank area for the serial watermark area and a blank area for the individual watermark area, and
  • the serial watermark areas and the individual watermark areas are produced by a material-removing process, in particular by laser engraving, in the raw areas of the produced watermark insert blanks.

Wird in einer Mischform im Wasserzeicheneinsatzrohling durch Spritzgie-ßen bereits eine Grobform für den Serienwasserzeichenbereich vorgegeben, so werden bei dem Verfahren

  • durch Spritzgießen Wasserzeicheneinsatzrohlinge mit einer Grobform des Serienwasserzeichenbereich und einem Rohbereich für den Individualwasserzeichenbereich erzeugt, und
  • werden durch ein materialabtragendes Verfahren, insbesondere durch Lasergravur, jeweils die Grobformen zur dem Serienwasserzeichenbereich verfeinert und in dem Rohbereich die Individualwasserzeichenbereiche erzeugt.
If a rough shape for the series watermark area is already specified in a mixed form in the watermark insert blank by injection moulding, the process
  • produced by injection molding watermark insert blanks with a rough shape of the series watermark area and a raw area for the individual watermark area, and
  • the rough forms for the series watermark area are refined by a material-removing process, in particular by laser engraving, and the individual watermark areas are generated in the raw area.

Die Grobform hat dabei typischerweise eine 2- bis 10-fach geringere Auflösung als der verfeinerte Serienwasserzeichenbereich. Die Anforderungen an die Genauigkeit des Spritzgussverfahrens sind daher vergleichsweise gering. Verglichen mit der Herausarbeitung des Serienwasserzeichenbereichs aus einem Rohbereich kann eine vorgefertigte Grobform allerdings mit deutlich geringerem Bearbeitungsaufwand und geringerer Bearbeitungsdauer durch das materialabtragende Verfahren, insbesondere durch Lasergravur verfeinert werden.The coarse form typically has a resolution that is 2 to 10 times lower than the refined series watermark area. The demands on the accuracy of the injection molding process are therefore comparatively low. Compared to the processing of the series watermark area from a raw area, however, a prefabricated rough form can be refined with significantly less processing effort and shorter processing time through the material-removing process, in particular through laser engraving.

In einer alternativen, ebenfalls vorteilhaften Verfahrensführung werden

  • durch Spritzgießen Wasserzeicheneinsatzrohlinge mit dem Serienwasserzeichenbereich und einer Vertiefung zur Aufnahme von Formelementen erzeugt,
  • werden separate Formelemente in Gestalt der Individualwasserzeichenbereiche erzeugt oder bereitgestellt, und
  • werden die separaten Formelemente in die Vertiefung der Wasserzeicheneinsatzrohlinge eingesetzt, um die Individualwasserzeichenbereiche zu bilden.
In an alternative, likewise advantageous method
  • watermark insert blanks with the series watermark area and a depression for receiving shaped elements produced by injection molding,
  • separate shape elements are created or provided in the form of the individual watermark areas, and
  • the separate mold elements are inserted into the cavity of the watermark insert blanks to form the individual watermark areas.

Die separaten Formelemente werden mit den Wasserzeicheneinsatzrohlingen vorzugsweise durch Pressung, Kleben oder Verschmelzen verbunden, insbesondere unlösbar verbunden. Die Formelemente selbst werden vorteilhaft gegossen. Das Einsetzen der separaten Formelemente in die Vertiefungen der Wasserzeicheneinsatzrohlinge kann beispielsweise mit einer Pickand-Place-Montageeinheit erfolgen.The separate shaped elements are preferably connected to the watermark insert blanks by pressing, gluing or fusing, in particular permanently connected. The mold elements themselves are advantageously cast. The separate shaped elements can be inserted into the depressions of the watermark insert blanks, for example, using a pick-and-place assembly unit.

Es kann dabei vorteilhaft sein, jedem Wasserzeicheneinsatzrohling nur ein einziges Formelement einzusetzen, das die gewünschte Gestalt des jeweiligen Individualwasserzeichenbereichs aufweist. Die Individualwasserzeichenbereiche können aber auch jeweils durch mehrere Formelemente gebildet werden, die zusammen den gewünschten Individualwasserzeichenbereich bilden. Dadurch kann unter Umständen mit einer begrenzten Anzahl verschiedener Formelemente jede gewünschte Individualisierung erzeugt werden. Beispielsweise kann eine beliebig komplexe ziffernbasierte Individualisierung durch zehn Formelemente in Gestalt der Ziffern "0" bis "9" erzeugt werden.It can be advantageous here to use only a single shaped element for each watermark insert blank, which has the desired shape of the respective individual watermark area. However, the individual watermark areas can also each be formed by a plurality of shape elements which together form the desired individual watermark area. As a result, under certain circumstances, any desired individualization can be produced with a limited number of different shaped elements. For example, an arbitrarily complex number-based individualization can be generated by ten form elements in the form of the numbers "0" to "9".

In einer weiteren, ebenfalls vorteilhaften Verfahrensführung werden mit einem Spritzgusswerkzeug der oben genannten Art Wasserzeicheneinsätze erzeugt, die jeweils einen Serienwasserzeichenbereich und einen Individualwasserzeichenbereich aufweisen.In a further, likewise advantageous method, watermark inserts are produced with an injection molding tool of the type mentioned above, each of which has a serial watermark area and an individual watermark area.

Auch wenn gegenwärtig die Erzeugung der Wasserzeichenrohlinge bzw. der Wasserzeicheneinsätze durch Spritzgießen bevorzugt ist, können die Wasserzeichenrohlinge bzw. Wasserzeicheneinsätze auch durch ein additives Fertigungsverfahren (auch oft als 3D-Druck bezeichnet) als Schichtenfolge einer Mehrzahl fest miteinander verbundener Materialschichten gebildet werden.Even if the production of the watermark blanks or the watermark inserts by injection molding is currently preferred, the watermark blanks or watermark inserts can also be formed by an additive manufacturing process (also often referred to as 3D printing) as a layer sequence of a plurality of material layers firmly connected to one another.

Allgemein eignen sich die vorgeschlagenen Lösungen insbesondere für die Herstellung von Wasserzeichenpapier für werttragende Dokumente, wie etwa Passpapiere, Visa, Urkunden oder Banknoten. Der Begriff "Papier" schließt dabei in der vorliegenden Beschreibung alle Substrate ein, in die Wasserzeichen im papiermacherischen Sinn eingebracht werden können. Dies umfasst insbesondere faserige Substrate aus natürlichen und/oder künstlichen Fasern. Neben der zusätzlichen Echtheitsabsicherung gestatten die beschriebenen Vorgehensweisen die Herstellung individualisierter Wasserzeichen mit komplexem und visuell attraktivem Erscheinungsbild.In general, the proposed solutions are particularly suitable for the production of watermark paper for valuable documents, such as passport paper, visas, certificates or banknotes. In the present description, the term "paper" includes all substrates into which watermarks in the papermaking sense can be introduced. This includes in particular fibrous substrates made from natural and/or artificial fibers. In addition to the additional authenticity protection, the procedures described allow the production of individualized watermarks with a complex and visually attractive appearance.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.Further exemplary embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, which are not shown to scale and proportions in order to improve clarity.

Es zeigen:

Fig. 1
schematisch einen Ausschnitt eines zur Papierherstellung eingesetzten Entwässerungssiebs in Aufsicht,
Fig. 2
einen Querschnitt des Entwässerungssiebs der Fig. 1 im Bereich eines Einzelnutzens entlang der Linie II-II,
Fig. 3
in (a) bis (c) Zwischenschritte bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für die Wasserzeicheneinsätze der Figuren 1 und 2,
Fig. 4
einen Zwischenschritt bei einem anderen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren,
Fig. 5
in (a) bis (e) Zwischenschritte bei einer weiteren erfindungsgemäßen Herstellungsvariante für die Wasserzeicheneinsätze der Figuren 1 und 2,
Fig. 6
in (a) ein erfindungsgemäßes Spritzgusswerkzeug für eine alternative Variante zur Herstellung von Wasserzeicheneinsätzen, in (b) bis (d) die besondere Ausbildung des Reliefwerkzeugs des Spritzgusswerkzeugs von (a), und in (e) ein Querschnitt eines Entwässerungssiebs mit einem mit Hilfe des Spritzgusswerkzeugs von (a) einspritzten Wasserzeicheneinsatz.
Show it:
1
Schematic view of a section of a dewatering screen used in papermaking,
2
a cross section of the dewatering screen 1 in the area of a single panel along line II-II,
3
in (a) to (c) intermediate steps in a production method according to the invention for the watermark inserts Figures 1 and 2 ,
4
an intermediate step in another manufacturing process according to the invention,
figure 5
in (a) to (e) intermediate steps in a further production variant according to the invention for the watermark inserts Figures 1 and 2 ,
6
in (a) an injection molding tool according to the invention for an alternative variant for the production of watermark inserts, in (b) to (d) the special design of the relief tool of the injection molding tool from (a), and in (e) a cross section of a drainage screen with a Injection molding tooling of (a) injected watermark insert.

Die Erfindung wird nun am Beispiel eines Entwässerungssiebs für die Herstellung von Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt hierzu schematisch einen Ausschnitt eines zur Papierherstellung eingesetzten Entwässerungssiebs 10 in Aufsicht, und Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Siebs im Bereich eines Einzelnutzens entlang der Linie II-II von Fig. 1.The invention will now be explained using the example of a dewatering screen for the production of banknotes. figure 1 shows schematically a section of a dewatering screen 10 used for papermaking in plan view, and 2 shows a cross section of the screen in the area of a single blank along line II-II of FIG 1 .

Das Entwässerungssieb 10 enthält ein ein- oder mehrlagig ausgebildetes Trägersieb 12 mit einer Mehrzahl von Einzelnutzbereichen 14, die bei der Papierherstellung jeweils einen einer Mehrzahl von Einzelnutzen des Wasserzeichenpapiers erzeugen. In den Einzelnutzenbereichen 14 ist das Entwässerungssieb 10 jeweils mit einem Wasserzeicheneinsatz 20 versehen, der in einem Teilbereich 22 als hochauflösender mehrstufiger Wasserzeicheneinsatz ausgebildet ist.The dewatering fabric 10 contains a single-layer or multi-layer support fabric 12 with a plurality of individual use areas 14, which in papermaking each have one of a plurality of individual uses of the watermark paper generate. In the single-up areas 14, the dewatering screen 10 is provided with a watermark insert 20, which is designed in a partial area 22 as a high-resolution, multi-stage watermark insert.

Die Wasserzeicheneinsätze 20 des Entwässerungssiebs sind durch perforierte Spritzgusseinsätze gebildet, die, wie die nachfolgend geschilderten Erfindungsvarianten zeigen, vollständig oder zumindest mit ihrem Hauptbestandteil jeweils im Bereich einer Aussparung 16 direkt in das Siebgewebe des Trägersiebs 12 eingespritzt sind.The watermark inserts 20 of the dewatering screen are formed by perforated injection-molded inserts which, as the variants of the invention described below show, are injected directly into the screen fabric of the carrier screen 12 in the area of a recess 16 either completely or at least with their main component.

Als Besonderheit weisen die Wasserzeicheneinsätze 20 einerseits einen Serienwasserzeichenbereich 22 auf, der für alle Einzelnutzen 14 identisch ist, und weisen andererseits jeweils einen Individualwasserzeichenbereich 24 auf, der für jeden Einzelnutzen 14 individualisiert ist. Beispielsweise kann mit den Wasserzeicheneinsätzen 20 Wasserzeichenpapier für die Seiten eines Passbuchs erzeugt werden, in dem in einem individualisierten Wasserzeichenbereich jeweils die Seitenzahl der Passbuchseite enthalten ist.As a special feature, the watermark inserts 20 have on the one hand a series watermark area 22 which is identical for all individual copies 14 and on the other hand each have an individual watermark area 24 which is individualized for each individual copy 14 . For example, the watermark inserts 20 can be used to produce watermark paper for the pages of a passport, in which the page number of the passport page is contained in an individualized watermark area.

In einer anderen Gestaltung kann mit den Wasserzeicheneinsätzen 20 Wasserzeichenpapier für Banknoten erzeugt werden, in dem die Wasserzeichen eine individuelle Information tragen, die spezifisch für die Reihe, Spalte oder Lage des Einzelnutzbereichs 14 auf dem Druckbogen ist. Durch moderne Zifferungsmethoden kann diese Lage bzw. Individualisierung in die Zifferung aufgenommen werden und so als Echtheitskennzeichen eine weitere Hürde für potentielle Fälschungen darstellen.In another embodiment, the watermark inserts 20 can be used to produce watermark paper for banknotes, in which the watermarks carry individual information that is specific to the row, column or position of the single-use area 14 on the printed sheet. With modern numbering methods, this position or individualization can be included in the numbering and thus represent a further hurdle for potential forgeries as a mark of authenticity.

Zurückkommend auf die Darstellung der Figuren 1 und 2 zeigt der Serienwasserzeichenbereich 22 im Ausführungsbeispiel ein hochauflösendes vielstufiges Relief 26, etwa ein Portrait oder ein anderes grafisches Motiv. Im Kontrast dazu ist die Seitenzahl des Individualwasserzeichenbereichs 24 als Binärstruktur 28 mit nur zwei Höhenstufen ausgebildet. Der Individualwasserzeichenbereich 24 des Wasserzeicheneinsatzes 20 bei der Papierherstellung einen auffälligen Highlight-Bereich innerhalb des Wasserzeichens erzeugt, bei dem die Seitenzahlen im Papier als besonders helle Stellen in Erscheinung treten.Coming back to the presentation of Figures 1 and 2 shows the series watermark area 22 in the exemplary embodiment a high-resolution multi-level Relief 26, such as a portrait or other graphic motif. In contrast to this, the page number of the individual watermark area 24 is in the form of a binary structure 28 with only two vertical levels. During paper production, the individual watermark area 24 of the watermark insert 20 produces a conspicuous highlight area within the watermark, in which the page numbers in the paper appear as particularly light areas.

Um solche Wasserzeicheneinsätze 20 herzustellen, kann beispielsweise wie mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben vorgegangen werden. Ausgangspunkt ist ein Trägersieb 12, das im Bereich der anzubringenden Wasserzeicheneinsätze 20 mit Aussparungen 16 versehen ist. Wie in Fig. 3(a) dargestellt, werden in diesen Aussparungen durch Spritzgießen Wasserzeicheneinsatzrohlinge 30 erzeugt, die in ihrem Serienwasserzeichenbereich 22 bereits das gewünschte hochauflösende, vielstufige Relief 26 aufweisen.To produce such watermark inserts 20, for example, as with reference to FIG 3 be proceeded as described. The starting point is a carrier screen 12 which is provided with recesses 16 in the area of the watermark inserts 20 to be attached. As in 3(a) shown, watermark insert blanks 30 are produced in these recesses by injection molding, which already have the desired high-resolution, multi-stage relief 26 in their serial watermark area 22 .

Der Individualwasserzeichenbereich ist in den Spritzguss-Rohlingen 30 dagegen noch nicht ausstrukturiert, an seiner Stelle enthalten die Rohlinge 30 lediglich jeweils einen Rohbereich 32, der zur Ausbildung der gewünschten Binärstrukturen geeignete Abmessungen aufweist. Die Wasserzeicheneinsatzrohlinge 30 mit dem Serienwasserzeichenbereich 22 und dem Rohbereich 32 sind alle identisch und können einfach und kostengünstig mit demselben Spritzgusswerkzeug erzeugt werden.In contrast, the individual watermark area is not yet structured in the injection-molded blanks 30; instead, the blanks 30 each contain only a raw area 32, which has dimensions suitable for forming the desired binary structures. The watermark insert blanks 30 with the serial watermark area 22 and the raw area 32 are all identical and can be produced easily and inexpensively using the same injection molding tool.

Die in das Trägersieb eingespritzten Wasserzeicheneinsatzrohlinge 30 werden dann in einem Individualisierungsschritt von der Formseite der Rohlinge her jeweils im Rohbereich 32 mit Laserstrahlung 34 beaufschlagt, wobei für jeden Rohling durch Lasergravur individuell die spezifische Binärstruktur 28 des jeweiligen Individualwasserzeichenbereichs 24 erzeugt wird, wie in Fig. 3(b) dargestellt.In an individualization step, the watermark insert blanks 30 injected into the carrier screen are then exposed to laser radiation 34 from the molding side of the blanks in the raw area 32, with the specific binary structure being individually engraved for each blank by laser engraving 28 of the respective individual watermark area 24 is generated, as in 3(b) shown.

Schließlich wird das Trägersieb mit den gravierten Wasserzeicheneinsatzrohlingen 30 von der Drainageseite der Rohlinge her mit weiterer Laserstrahlung 36 beaufschlagt um eine Mehrzahl kleiner Entwässerungs-Perforationen 38 in den Rohlingen zu erzeugen und die individualisierten Wasserzeicheneinsätze 20 dadurch fertigzustellen, wie in Fig. 3(c) gezeigt. Insbesondere im individualisierten Bereich kann es vorteilhaft sein, keine durchgängige Perforation einzubringen, da dadurch ein besonders heller Eindruck im Durchlicht entsteht.Finally, the carrier screen with the engraved watermark insert blanks 30 is exposed to further laser radiation 36 from the drainage side of the blanks in order to produce a plurality of small drainage perforations 38 in the blanks and thereby complete the individualized watermark inserts 20, as in 3(c) shown. In the individualized area in particular, it can be advantageous not to introduce a continuous perforation, as this creates a particularly bright impression in transmitted light.

Bei der beschriebenen Verfahrensführung werden die Entwässerungs-Perforationen 38 von der Drainageseite der Rohlinge 30 her eingebracht, um leicht konisch zulaufende Perforationen 38 erzeugen zu können, deren Öffnung auf der Formseite umso kleiner ist, je höher die Reliefstruktur dort ausgebildet ist. Um diese Flexibilität zu erhalten werden zwei Laserbearbeitungseinheiten für die Laserbearbeitung der Formseite (Fig. 3(b)) und die Laserbearbeitung der Drainageseite (Fig. 3(c)) eingesetzt. Alternativ kann auch nur eine Laserbearbeitungseinheit verwendet werden, die dann von der Formseite her sowohl die Lasergravur der Rohbereiche 32 durchführt als auch die Entwässerungs-Perforationen 38 erzeugt.In the method described, the drainage perforations 38 are introduced from the drainage side of the blanks 30 in order to be able to produce slightly tapered perforations 38 whose opening on the mold side is smaller the higher the relief structure is formed there. In order to maintain this flexibility, two laser processing units are used for laser processing of the mold side ( 3(b) ) and the laser processing of the drainage side ( 3(c) ) used. Alternatively, only one laser processing unit can be used, which then carries out both the laser engraving of the raw areas 32 and also produces the drainage perforations 38 from the mold side.

Durch die beschriebene Vorgehensweise lässt sich nicht nur die gewünschte Individualisierung der Wasserzeicheneinsätze in einfacher und kostengünstiger Weise vornehmen, es lassen sich auch komplexe und visuell attraktive Individualwasserzeichenbereiche erzeugen. Beispielsweise können die Individualwasserzeichenbereiche anstatt als Binärstruktur auch als Multilevelstruktur mit 3, 4 oder 5 verschiedenen Höhenstufen ausgebildet sein. Durch solche unterschiedlichen Höhenstufen können auch innerhalb eines Highlight-Bereichs differenzierte Helligkeitsvariationen vorgesehen sein.The procedure described not only allows the desired individualization of the watermark inserts to be carried out in a simple and cost-effective manner, complex and visually attractive individual watermark areas can also be produced. For example, the individual watermark areas can also be designed as a multilevel structure with 3, 4 or 5 different vertical levels instead of as a binary structure. Through such different height levels can also be provided within a highlight area differentiated brightness variations.

Ein weiteres Echtheitsmerkmal kann in den Wasserzeicheneinsätzen 20 beispielsweise dadurch gebildet sein, dass die Position der Binärstruktur 28 innerhalb des Rohbereichs 32 (Fig. 3(a)) abhängig von der dargestellten Information, beispielsweise der dargestellten Seitenzahl variiert wird.A further authenticity feature can be formed in the watermark inserts 20, for example, in that the position of the binary structure 28 within the raw area 32 ( 3(a) ) is varied depending on the information displayed, for example the number of pages displayed.

Die Anordnung der Entwässerungs-Perforationen 38 kann auch auf die jeweilige Lage eines Individualwasserzeichenbereichs 24 abgestimmt sein und diesen von dem Serienwasserzeichenbereich 22 besonders abgrenzen oder weichere Übergänge erzeugen. Kontrastunterschiede im Individualwasserzeichenbereich 24 können durch eine Variation der Anordnung der Entwässerungs-Perforationen 38, beispielsweise eine größere oder kleinere Dichte der erzeugten Perforationen 38, unterstützt werden.The arrangement of the drainage perforations 38 can also be matched to the respective position of an individual watermark area 24 and particularly delimit it from the series watermark area 22 or produce smoother transitions. Differences in contrast in the individual watermark area 24 can be supported by varying the arrangement of the drainage perforations 38, for example a greater or lesser density of the perforations 38 produced.

Es ist auch möglich, im Individualwasserzeichenbereich keine durchgängigen Perforationen zu erzeugen. Da beim Perforieren auf der Drainageseite in der gesamten Fläche etwas Material abgetragen wird, werden Bereiche, die zur Erzeugung hoher Kontrastunterschiede nicht entwässern sollen, dennoch mit dem Perforationslaser behandelt, um auf der Drainageseite keine Höhenunterschiede zu erzeugen. Es werden in diesen Bereichen allerdings keine durchgängigen Perforationen erzeugt, so dass dort keine Entwässerungswirkung auftritt.It is also possible not to produce continuous perforations in the individual watermark area. Since some material is removed from the entire surface during perforation on the drainage side, areas that should not be drained to create high contrast differences are nevertheless treated with the perforation laser in order to avoid creating height differences on the drainage side. However, no continuous perforations are produced in these areas, so that no drainage effect occurs there.

Die Laserbeaufschlagung zur Lasergravur der Rohbereiche und zur Laserperforation der Wasserzeicheneinsätze kann beispielsweise mittels CO2-Laser durchgeführt werden. Dabei hat sich für Wasserzeicheneinsätze auf Basis thermoplastischer Elastomere die ansonsten für CO2-Laser eher unübliche Wellenlänge von 9,4 µm als vorteilhaft herausgestellt.The laser treatment for laser engraving of the raw areas and for laser perforation of the watermark inserts can be carried out using a CO 2 laser, for example. It has opted for watermark inserts Based on thermoplastic elastomers, the wavelength of 9.4 µm, which is otherwise rather unusual for CO 2 lasers, turned out to be advantageous.

Mit Bezug auf Fig. 4 kann das Relief der Formseite spritzgegossener Wasserzeicheneinsatzrohlinge 40 auch vollständig durch nachträgliche Lasergravur, also durch Lasergravur bereits im Trägersieb vorliegender Wasserzeicheneinsatzrohlinge erzeugt werden. Durch eine Laserbeaufschlagung 34 der Formseite wird dabei sowohl die spezifische Binärstruktur 28 des jeweiligen Individualwasserzeichenbereichs 24 (Laserstrahlung 34-A) als auch das hochauflösende, vielstufige Relief 26 des Serienwasserzeichenbereichs 22 (Laserstrahlung 34-B) ausgebildet.Regarding 4 the relief of the mold side of injection-moulded watermark insert blanks 40 can also be produced completely by subsequent laser engraving, ie by laser engraving of watermark insert blanks that are already present in the carrier screen. Both the specific binary structure 28 of the respective individual watermark area 24 (laser radiation 34-A) and the high-resolution, multi-level relief 26 of the serial watermark area 22 (laser radiation 34-B) are formed by laser treatment 34 of the form side.

Daneben kommen auch Mischformen in Frage, bei denen beispielsweise zunächst im Spritzguss Wasserzeicheneinsatzrohlinge im Trägersieb erzeugt werden, die neben einem Rohbereich 32 für den Individualwasserzeichenbereich lediglich eine Grobform des hochauflösenden, vielstufigen Reliefs 26 aufweisen. Beim nachfolgenden Lasergravurschritt wird im Rohbereich 32 die spezifische Binärstruktur 28 des jeweiligen Individualwasserzeichenbereichs 24 erzeugt und im gleichen Bearbeitungsschritt die Grobform zur dem hochauflösenden, vielstufigen Relief 26 des Serienwasserzeichenbereichs 22 verfeinert. Ein solches Mischverfahren bietet sich insbesondere dann an, wenn der Wasserzeicheneinsatz weiche Übergänge zwischen Individualwasserzeichenbereich und Serienwasserzeichenbereich enthalten soll.In addition, mixed forms are also possible, in which, for example, watermark insert blanks are first produced in the carrier screen by injection molding, which in addition to a raw area 32 for the individual watermark area only have a rough form of the high-resolution, multi-stage relief 26 . In the subsequent laser engraving step, the specific binary structure 28 of the respective individual watermark area 24 is generated in the raw area 32 and the rough form is refined into the high-resolution, multi-stage relief 26 of the serial watermark area 22 in the same processing step. Such a mixing method is particularly useful if the watermark insert is to contain smooth transitions between the individual watermark area and the serial watermark area.

Die anschließende Erzeugung von Entwässerungs-Perforationen kann dabei ebenfalls von der Formseite oder, wie im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschrieben, von der Drainageseite der Rohlinge her erfolgen.The subsequent generation of dewatering perforations can also from the mold side or, as in connection with the 3 described, take place from the drainage side of the blanks.

Eine andere Herstellungsvariante für die Wasserzeicheneinsätze der Figuren 1 und 2 ist in Fig. 5 illustriert. Mit Bezug auf Fig. 5(a) werden dabei in den Aussparungen 16 des Trägersiebs 12 zunächst durch Spritzgießen Wasserzeicheneinsatzrohlinge 50 erzeugt, die in ihrem Serienwasserzeichenbereich 22 das gewünschte hochauflösende, vielstufige Relief 26 aufweisen. Anstelle des Individualwasserzeichenbereichs weist der Körper 52 der Rohlinge 50 jeweils eine Vertiefung 54 zur Aufnahme von Formelementen 60 in Gestalt der gewünschten Binärstrukturen 28 auf. Die Wasserzeicheneinsatzrohlinge 50 mit dem Serienwasserzeichenbereich 22 und der Vertiefung 54 sind daher alle identisch und können einfach und kostengünstig mit demselben Spritzgusswerkzeug erzeugt werden.Another manufacturing variant for the watermark inserts Figures 1 and 2 is in figure 5 illustrated. Regarding Fig.5(a) watermark insert blanks 50 are first produced in the recesses 16 of the carrier screen 12 by injection molding, which have the desired high-resolution, multi-stage relief 26 in their serial watermark area 22 . Instead of the individual watermark area, the body 52 of the blanks 50 each have a depression 54 for receiving shaped elements 60 in the form of the desired binary structures 28 . The watermark insert blanks 50 with the series watermark area 22 and the depression 54 are therefore all identical and can be produced easily and inexpensively using the same injection molding tool.

Um den Individualwasserzeichenbereich der Wasserzeicheneinsätze auszubilden, wurden im Vorfeld bereits individuelle Kunststoff-Formelemente 60 mit den gewünschten Binärreliefs gegossen, wie in Fig. 5(b) gezeigt. Diese individuellen Formelemente 60 werden dann beispielsweise mit einer Pickand-Place-Montageeinheit in die Vertiefungen 54 der jeweiligen Wasserzeicheneinsatzrohlinge 50 eingesetzt, um die Binärreliefs 28 der Individualwasserzeichenbereiche 24 zu bilden, wie in Fig. 5(d) gezeigt. Die Verbindung der Formelemente 60 mit dem Wasserzeicheneinsatzkörper 52 kann beispielsweise durch Pressung, Kleben oder Verschmelzen erfolgen.In order to form the individual watermark area of the watermark inserts, individual plastic mold elements 60 with the desired binary reliefs have already been cast in advance, as shown in Fig.5(b) shown. These individual mold elements 60 are then inserted, for example with a pick-and-place assembly unit, into the depressions 54 of the respective watermark insert blanks 50 in order to form the binary reliefs 28 of the individual watermark areas 24, as shown in FIG Fig.5(d) shown. The connection of the shaped elements 60 to the watermark insert body 52 can take place, for example, by pressing, gluing or fusing.

Anstatt mit einem einzigen Formelement 60 kann der Individualwasserzeichenbereich 24 der Wasserzeicheneinsätze auch jeweils durch mehrere Formelemente 61, 62, 63 gebildet werden, die zusammen das gewünschte Binärrelief 28 des Individualwasserzeichenbereichs 24 bilden, wie in Fig. 5(c) illustriert. So können beispielsweise bei einer numerischen individuellen Information, wie etwa einer Seitenzahl, die Formelemente 61, 62, 63 die benötigen Ziffern oder Ziffernbestandteile darstellen, so dass mit einer begrenzten Anzahl verschiedener Formelemente jede gewünschte Seitenzahl bzw. jede gewünschte individuelle Information zusammengestellt werden kann.Instead of using a single shaped element 60, the individual watermark area 24 of the watermark inserts can also be formed by a plurality of shaped elements 61, 62, 63, which together form the desired binary relief 28 of the individual watermark area 24, as shown in Fig.5(c) illustrated. For example, in the case of numerical individual information, such as a page number, the form elements 61, 62, 63 represent the required digits or digit components, so that with a limited number of different form elements, any desired number of pages or any desired individual information can be put together.

Nach dem Einsetzen der Formelemente 60 werden die Wasserzeicheneinsätze einschließlich der Formelemente 60 mit Laserstrahlung beaufschlagt um die Entwässerungs-Perforationen 38 der Rohlinge zu erzeugen und die individualisierten Wasserzeicheneinsätze 20 dadurch fertigzustellen, wie in Fig. 5(e) gezeigt.After inserting the mold elements 60, the watermark inserts including the mold elements 60 are exposed to laser radiation in order to produce the drainage perforations 38 of the blanks and thereby complete the individualized watermark inserts 20, as in FIG Fig. 5(e) shown.

Eine alternative Variante zur Herstellung der Wasserzeicheneinsätze der Figuren 1 und 2 wird nunmehr mit Bezug auf Fig. 6 erläutert. Die Figur zeigt in Fig. 6(a) ein erfindungsgemäßes Spritzgusswerkzeug 70 zum Einspritzen eines Wasserzeicheneinsatzes 20 in das Trägersieb 12 der Figuren 1 und 2.An alternative variant for producing the watermark inserts of FIGS. 1 and 2 will now be discussed with reference to FIG 6 explained. The figure shows in 6(a) an inventive injection mold 70 for injecting a watermark insert 20 into the carrier screen 12 of Figures 1 and 2 .

Das Spritzgusswerkzeug 70 enthält als Spritzgusswerkzeugoberteil ein Düsenwerkzeug 72 und als Spritzgusswerkzeugunterteil ein Reliefwerkzeug 80. Das Düsenwerkzeug 72 und das Reliefwerkzeug 80 bilden zwischen sich im Bereich einer Aussparung 16 des Trägersiebs 12 eine Spritzgusskavität 74 aus, in die zur Erzeugung des Wasserzeichensatzes 20 Kunststoff eingespritzt wird.The injection molding tool 70 contains a nozzle tool 72 as the upper part of the injection molding tool and a relief tool 80 as the lower part of the injection molding tool. The nozzle tool 72 and the relief tool 80 form an injection molding cavity 74 between them in the region of a recess 16 of the carrier screen 12, into which plastic is injected to produce the watermark set 20.

Das Düsenwerkzeug 72 ist in Form einer flachen Platte ausgebildet, an deren Unterseite eine Düsenwerkzeugkavität ausgebildet ist, die mit einer an der Oberseite des Düsenwerkzeugs 72 angeordneten Düsenöffnung 76 zum Einspritzen von Kunststoff verbunden ist. Das Reliefwerkzeug 80 ist ebenfalls in Form einer flachen Platte ausgebildet, wobei das Reliefwerkzeug 80 an seiner Oberseite im Bereich der Spritzgusskavität 74 ein Wasserzeichenrelief mit einem Serienbereich 82 und einem Individualbereich 84 aufweist.The nozzle mold 72 is formed in the form of a flat plate, on the underside of which is formed a nozzle mold cavity which is connected to a nozzle orifice 76 arranged at the top of the nozzle mold 72 for injecting plastic. The relief tool 80 is also designed in the form of a flat plate, the relief tool 80 having a watermark relief with a series area 82 and an individual area 84 on its upper side in the area of the injection molding cavity 74 .

Der Serienbereich 82 ist dabei durch ein hochauflösendes Wasserzeichenrelief 86 in Gestalt des invertierten Reliefs 26 des gewünschten Serienwasserzeichenbereichs 22 gebildet, während der Individualbereich 84 mit einem Binärrelief 88 in Gestalt des invertierten Binärreliefs 28 des gewünschten Individualwasserzeichenbereichs 24 versehen ist.The series area 82 is formed by a high-resolution watermark relief 86 in the form of the inverted relief 26 of the desired series watermark area 22, while the individual area 84 is provided with a binary relief 88 in the form of the inverted binary relief 28 of the desired individual watermark area 24.

Die besondere Ausbildung des Reliefwerkzeugs 80 ist in Figuren 6(b) bis (d) näher illustriert. Das Reliefwerkzeug 80 weist im Individualbereich 84 eine Vertiefung 90 (Fig. 6(b)) auf, in die lösbar Formstücke 92, 93, 94 (Fig. 6(c)) einsetzbar sind, die zusammen das Binärrelief 88 des Individualbereichs 84 bilden. Die Formstücke 92-94 können ähnlich wie ein Setzkasten im Buchdruck eine begrenzte Anzahl von Formstücken darstellen, aus denen jede gewünschte Individualinformation, beispielsweise eine Seitenzahl, zusammengesetzt werden kann (Fig. 6(d)).The special design of the relief tool 80 is in Figures 6(b) to (d) illustrated in more detail. The relief tool 80 has a depression 90 ( Fig.6(b) ) into the detachable fittings 92, 93, 94 ( 6(c) ) can be used, which together form the binary relief 88 of the individual area 84. The shaped pieces 92-94 can represent a limited number of shaped pieces, similar to a type case in letterpress printing, from which any desired individual information, for example a page number, can be assembled ( Fig. 6(d) ).

Durch die beschriebene Vorgehensweise kann das Spritzgusswerkzeug 70 mit dem Düsenwerkzeug 72 und dem Reliefwerkzeug 80 als solches in der Apparatur verbleiben, es müssen nur die Formstücke 92-94 ausgetauscht werden, um einen Wasserzeicheneinsatz 20 mit einer anderen Individualinformation zu erzeugen.The procedure described allows the injection molding tool 70 with the nozzle tool 72 and the relief tool 80 to remain in the apparatus as such; only the molds 92-94 have to be exchanged in order to produce a watermark insert 20 with different individual information.

Die Vertiefung 90 des Reliefwerkzeugs kann beispielsweise durch runde Bohrungen gebildet oder frei geformt sein. Im Ausführungsbeispiel sind die Formstücke 92-94 durch Pressung lösbar in der Vertiefung 90 aufgenommen. Auch können Dichtungen vorgesehen sein um zu verhindern, dass beim Einspritzen Kunststoff in der Vertiefung 90 hinter die Formstücke 92-94 fließen kann, der bei nachfolgenden Guss aufwendig wieder entfernt werden müsste.The indentation 90 of the relief tool can be formed by round bores, for example, or it can be freely shaped. In the exemplary embodiment, the shaped pieces 92-94 are accommodated in the recess 90 in a detachable manner by pressing. Seals can also be provided in order to prevent plastic from flowing in the depression 90 behind the shaped pieces 92-94 during injection, which would have to be laboriously removed again during subsequent casting.

Zurückkommend auf die Darstellung der Fig. 6(a) werden nach dem Einsetzen der benötigen Formstücke 92-94 in das Reliefwerkzeug 80 die beiden Werkzeuge zur gewünschten Aussparung 16 im Trägersieb 12 verfahren und in vertikaler Richtung zusammengeführt, so dass sie das Entwässerungssieb 10 im Bereich der Aussparung 16 mit einem vorgegebenen Pressdruck zwischen sich aufnehmen. Das Spritzgusswerkzeug 70 bildet hier die bereits angesprochene Spitzgusskavität 74 aus, die an ihrer Unterseite von dem Wasserzeichenrelief 86, 88 des Reliefwerkzeugs 80 begrenzt ist.Coming back to the presentation of 6(a) After inserting the required shaped pieces 92-94 into the relief tool 80, the two tools are moved to the desired recess 16 in the carrier screen 12 and brought together in the vertical direction so that they receive the dewatering screen 10 between them in the area of the recess 16 with a predetermined pressure. The injection molding tool 70 here forms the injection molding cavity 74 already mentioned, which is delimited on its underside by the watermark relief 86 , 88 of the relief tool 80 .

Durch Einspritzen von Kunststoff in die Spitzgusskavität 74 entsteht ein direkt in das Entwässerungssieb 10 eingespritzter Wasserzeicheneinsatz 20. Nach dem Entfernen des Spritzgusswerkzeugs 70 enthält das Entwässerungssieb 10 in der Aussparung 16 den Wasserzeicheneinsatz 20 mit dem gewünschten hochauflösenden Relief 26 und der gewünschten individualisierenden Binärstruktur 28, wie in Fig. 6(e) gezeigt.By injecting plastic into the injection molding cavity 74, a watermark insert 20 is created that is injected directly into the drainage screen 10. After the injection molding tool 70 has been removed, the drainage screen 10 contains the watermark insert 20 in the recess 16 with the desired high-resolution relief 26 and the desired individualizing binary structure 28, such as in Fig. 6(e) shown.

Der Wasserzeicheneinsatz 20 wird dann noch mit Laserstrahlung beaufschlagt um die Entwässerungs-Perforationen zu bilden, wie oben bereits beschrieben.The watermark insert 20 is then also exposed to laser radiation in order to form the drainage perforations, as already described above.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Entwässerungssiebdewatering screen
1212
Trägersiebcarrier screen
1414
Einzelnutzbereicheindividual use areas
1616
Aussparungrecess
2020
Wasserzeicheneinsatzwatermark insert
2222
Serienwasserzeichenbereichseries watermark area
2424
IndividualwasserzeichenbereichIndividual watermark area
2626
hochauflösendes, vielstufiges Reliefhigh-resolution, multi-level relief
2828
Binärstrukturbinary structure
3030
Wasserzeicheneinsatzrohlingwatermark insert blank
3232
Rohbereichraw area
34, 34-A, 34-B34, 34-A, 34-B
Laserstrahlunglaser radiation
3636
Laserstrahlunglaser radiation
3838
Entwässerungs-Perforationendrainage perforations
4040
Wasserzeicheneinsatzrohlingwatermark insert blank
5050
Wasserzeicheneinsatzrohlingwatermark insert blank
5252
Wasserzeicheneinsatzkörperwatermark insert body
5454
Vertiefungdeepening
6060
Formelementfeature
61, 62, 6361, 62, 63
Formelementeform elements
7070
Spritzgusswerkzeuginjection molding tool
7272
Düsenwerkzeugnozzle tool
7474
Spritzgusskavitätinjection molding cavity
7676
Düsenöffnungnozzle opening
8080
Reliefwerkzeugrelief tool
8282
Serienbereichserial range
8484
Individualbereichindividual area
8686
hochauflösendes Wasserzeichenreliefhigh-resolution watermark relief
8888
Binärreliefbinary relief
9090
Vertiefungdeepening
92, 93, 9492, 93, 94
Formstückefittings

Claims (17)

  1. Dewatering screen for production of paper with high-resolution watermarks, having a carrier screen with a plurality of individual-use regions which, during paper production, each produce one of a plurality of individual uses of the watermark paper, wherein the individual-use regions of the dewatering screen are provided with watermark inserts which, at least in sub-regions, are formed as high-resolution multi-level watermark inserts, characterized in that the watermark inserts each have a series watermark region, which is identical for all individual uses, and an individual watermark region, which is individualized for each individual use.
  2. Dewatering screen according to Claim 1, characterized in that the individual watermark region in each case has individualization in the form of patterns, characters or a coding, in particular a sequence of letters or of numbers.
  3. Dewatering screen according to Claim 1 or 2, characterized in that the individual watermark region in each case produces a highlight region of the watermark, the information of which highlight region has a particularly bright appearance in the watermark paper.
  4. Dewatering screen according to at least one of Claims 1 to 3, characterized in that the individual watermark region is in each case formed by a binary structure or a multi-level structure with 3, 4 or 5 different height levels.
  5. Dewatering screen according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that the series watermark region of the watermark inserts is formed by a high-resolution multi-level relief with 6 or more height levels.
  6. Dewatering screen according to at least one of Claims 1 to 5, characterized in that the individual watermark region in each case occupies less than 50%, advantageously less than 25%, and in particular less than 15%, of the area of the watermark insert.
  7. Dewatering screen according to at least one of Claims 1 to 6, characterized in that the individual watermark region is in each case formed by a laser-engraving region of the watermark insert.
  8. Dewatering screen according to at least one of Claims 1 to 7, characterized in that the watermark insert in each case has a watermark-insert body with a depression into which one or more form elements are inserted in order to form the individual watermark region.
  9. Dewatering screen according to at least one of Claims 1 to 8, characterized in that the series watermark region is formed by an injection-moulding relief.
  10. Dewatering screen according to at least one of Claims 1 to 9, characterized in that the watermark insert is in each case a perforated injection-moulding insert.
  11. Dewatering screen according to at least one of Claims 1 to 10, characterized in that the watermark inserts are provided with dewatering perforations, the arrangement of which is in each case matched to the relative position of the individual watermark region in the watermark inserts.
  12. Injection-moulding tool for producing high-resolution multi-level watermark inserts, each of which has a series watermark region and an individual watermark region, wherein the injection-moulding tool comprises an injection-moulding cavity with a series region and with an individual region, wherein the series region of the injection-moulding cavity is provided with a high-resolution watermark relief in the form of the inverted relief of the desired series watermark region, and the individual region of the injection-moulding cavity is provided with a depression with detachably inserted form pieces in the form of the inverted relief of the desired individual watermark region.
  13. Method for producing a dewatering screen, in particular according to one of Claims 1 to 11, in which
    - provision is made of a carrier screen having a plurality of individual-use regions which, during paper production, each produce one of a plurality of individual uses in the watermark paper,
    - watermark regions are formed in each of the individual-use regions,
    - the watermark regions are each formed with a series watermark region, which is identical for all individual uses, and with an individual watermark region, which is individualized for each individual use, whereby the watermark inserts, at least in sub-regions, are formed as high-resolution multi-level watermark inserts.
  14. Method according to Claim 13, wherein
    - watermark-insert blanks having the series watermark region and an unstructured region for the individual watermark region are produced by injection moulding, and
    - the individual watermark regions are produced by laser engraving in the formed watermark-insert blanks.
  15. Method according to Claim 13, wherein
    - watermark-insert blanks having the series watermark region and a depression for receiving form elements are produced by injection moulding,
    - separate form elements in the form of the individual watermark regions are produced or provided, and
    - the separate form elements are inserted into the depression of the watermark-insert blanks in order to form the individual watermark regions.
  16. Method according to Claim 14 or 15, wherein
    the watermark-insert blanks are injection-moulded directly into the carrier screen.
  17. Method according to Claim 13, wherein,
    by way of an injection-moulding tool according to Claim 12, watermark inserts which in each case have a series watermark region and an individual watermark region are produced.
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