WO2005003458A1 - Sicherheitspapier und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2005003458A1
WO2005003458A1 PCT/CH2004/000425 CH2004000425W WO2005003458A1 WO 2005003458 A1 WO2005003458 A1 WO 2005003458A1 CH 2004000425 W CH2004000425 W CH 2004000425W WO 2005003458 A1 WO2005003458 A1 WO 2005003458A1
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WO
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paper
security
fibers
paper web
range
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PCT/CH2004/000425
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Inventor
Klaus Franken
Jakob Grob
Jürgen Mertins
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Landqart
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    • 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
    • D21F11/06—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines of the cylinder type
    • D21F11/08—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines of the cylinder type paper or board consisting of two or more layers
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H21/40—Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper
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    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/30—Multi-ply

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a security paper and a security paper with security elements embedded in the mass.
  • mottled fibers are also important, ie fibers anchored in the mass of the paper, which are normally not recognizable under normal lighting conditions, but which, for. B. appear bright / colored when exposed to UV light (photoluminescence). Typically, such mottling fibers are colored with different photoluminescent dyes, so that when the light of the corresponding wavelength is irradiated, mottling fibers appear in different colors.
  • the invention is therefore based on the object of proposing an improved security paper with security elements embedded in the mass, such as mottled fibers, and of specifying a method for its production. This is for security elements which are introduced into the pulp via a slurry.
  • the procedure is such that a first paper web is formed and that, for. B. at least one second paper web is formed in parallel, wherein during the sheet formation particularly preferably slurried in the pulp security elements are embedded in the mass of the second paper web.
  • the second paper web typically has a thickness of 10% to 50% of the total thickness of the security paper.
  • the second paper web is then brought together and connected to the first paper web. This process preferably takes place in the wet area of a single paper machine, and the connection preferably takes place between wet paper webs.
  • the essence of the invention accordingly consists in the technology already known in the prior art of producing at least two paper webs next to one another frequently in parallel and then still in the wet area of the
  • Watermarks, security strips, possibly exposed in some areas can be embedded. This results in a security paper which has a security strip exposed in certain areas on one side and shows only visible mottled fibers on the other side.
  • the paper webs are connected in the wet area of the same paper machine by a rubber process, which can be implemented, for example, by simple deflection immediately after the wet webs are brought together around a roll.
  • the two paper webs can also be produced in different paper machines, and both fourdrinier machines and rotary screen machines can be used.
  • circular screen units are used to produce both paper webs and the webs in the same paper machine in the wet area.
  • the thin paper layer with the security elements is preferably produced in a so-called short former or short former, a circular sieve unit in which the circular sieve does not rotate in a basin with pulp, but in which the pulp is applied to the circular sieve via a stock application unit, possibly with a doctor blade is applied.
  • the second paper web typically has a thickness of 10% to 30%, preferably 15% to 25%, of the total thickness of the security paper.
  • the security elements are preferably mottled fibers according to a further embodiment.
  • taggants marking substances acting as security elements or microscopic marking elements such as planchettes, often so-called up-converters
  • pigments or dyes, etc. which act generally as security elements.
  • the mottled fibers preferably have photoluminescent properties, in particular fluorescent or phosphorescent properties.
  • the method proves to be particularly suitable when the mottled fibers exhibit linearly polarized absorption and / or linearly polarized photoluminescence, with particular preference being given to excitation by light essentially outside the visible range (UV, IR) and observation or emission in the visible area happens.
  • Good effects can be achieved if there is a dichroic ratio in the range of greater than or equal to 2, preferably greater than or equal to 5 or even greater than 10 in absorption and / or emission.
  • the mottling fibers can have an anisotropic cross section, with the ratio of the short main axis of the cross section to the long main axis of the cross section being particularly preferred in the range of 1 : 1.5 to 1: 100, preferably in the range from 1: 2 to 1:50, particularly preferably from 1: 2 to 1:25 or even from 1: 8 to 1:15.
  • anisotropic cross-section mottling fibers tend to be arranged with their long main axis essentially parallel to the surface of the paper and thus show improved effects. In combination with the inventive method of Arranging such fibers exclusively in the area near the surface can produce astonishing effects.
  • the mottled fibers typically have a length of less than 10 mm, preferably in the range from 1 to 5 mm, particularly preferably in the range from 3 or 3.5 mm.
  • the mottled fibers normally have a diameter in the range from 20 to 150 ⁇ m, particularly preferably in the range from 50 to 100 ⁇ m, with an anisotropic cross section preferably the short main axis having a length in the range of 5-20 ⁇ m and the long main axis having a length in the range of 50 Has -150 ⁇ m.
  • the mottled fibers can be made of different materials, this material should have the property of being well anchored in the paper matrix. In the area of banknotes, a paper matrix with a high cotton content is typically used. Accordingly, the mottled fiber can be synthetic fibers selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, aramid, polyamide and polyacrylonitrile (these materials should have a hydrophilic surface for incorporation into the paper, which may be achieved by chemical modification of the surface ) or fibers based on natural or partially synthetic materials selected from the group wood, cotton, grass, cellulose, viscose, lyocell, rayon. Alternatively, metal-based fibers are also possible (metal fibers). A mixture of fibers from different materials is also possible.
  • the fibers are dyed with a photoluminescent dye and then optionally stretched in order to give rise to the property of polarizing absorption or emission (the dyes must have the property of orienting themselves when stretching the fiber in such a way that the desired polarization effect is obtained).
  • the present invention relates to a security paper with security elements embedded in the mass, in particular optically verifiable ones, and introduced into the pulp via slurry.
  • security paper is characterized in that the security elements, in particular mottled fibers, are arranged in at least one area near the surface, this area near the surface accounting for 10% to 30%, preferably 15% to 25%, of the total thickness of the security paper.
  • the area near the surface can be provided by a separate layer.
  • Such security paper can preferably be produced or produced by a method as described above.
  • the security element is particularly preferably provided as a photoluminescent mottled fiber introduced via the pulp, which in particular shows linearly polarized emission and / or absorption. In the method described above.
  • the security elements are embedded across the entire width on one side in the paper web. Alternatively, however, it is also possible to embed these elements only in partial areas, such as strips in the paper.
  • FIG. 1 a) ' a schematic representation of the wet area of a paper machine with a possible method structure for the production of security paper, b) a schematic representation of a further possible method structure for the production of a security paper; and FIG. 2 sections through security papers with embedded security elements, wherein in a) the security elements are arranged only on one side, in b) the security elements are arranged densely on both sides, in c) additional security elements are present, d) and security elements are arranged on both sides , WAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a paper machine with two circular sieve units, in which two paper webs 6 and 13 in two circular sieve units 1 and 8 are produced in parallel and synchronously in the wet area.
  • double-round screen paper machines have the possibility of faster production and at the same time high quality of the paper produced.
  • Machines of this type are used in particular in the field of the production of paper for banknotes, since firstly paper of very high quality and special quality is required for secondly banknotes and secondly only circular screen paper machines allow the production of finely detailed multi-stage watermarks, which act as security features for banknotes are still very important.
  • a first paper web which typically represents the thicker paper web, that is to say at least 50% of the total thickness of the resulting paper, normally even in the range of 80%, is built up on the first circular sieve unit 1 using the first circular sieve 2.
  • the circular sieve 2 is immersed in the pulp A and the inner region of the rotating circular sieve has a lower liquid level, so that liquid of the pulp A is pressed through the sieve 7 and the fiber portion of the pulp is concentrated accordingly on the outside of the sieve 7 and that Sheet is formed.
  • the first paper layer 6 produced on the first rotary screen unit 1 is made from a pulp A without mottled fibers, ie the first paper web or paper layer 6 does not have mottled fibers.
  • This first layer of paper 6 is then taken up in the area of the first screen 7, which protrudes from the pulp A, via a take-off screen 3 (also referred to as take-off felt) on a roller 5 from the screen 7 and removed together with the take-off screen (reference number 4).
  • a suction head 18 or Overhead suction can be arranged, which holds the web 6 on the screen 4.
  • the suction head 18 can also perform a drainage function.
  • a second paper layer 13 is produced in an analog manner in the second circular sieve unit 8 using a second circular sieve 8 with a second sieve 11.
  • This second paper layer 13 is now thinner than the first paper layer 6, typically it makes up approximately 10 to 20% of the total thickness of the resulting paper 12.
  • the pulp B used in the second circular sieve unit is mixed with mottled fibers, which means that the second paper layer 13 contains these mottled fibers in the mass.
  • the concentration of mottled fibers in pulp B is comparatively high, but since only a thin paper layer 13 is produced, and accordingly the mottled fibers are selectively arranged on the surface of the resulting paper 12, the costs can nevertheless be kept low.
  • This second paper layer 13 is then brought into contact with and brought together in the area of the second screen 11 which protrudes from the pulp B with the first paper web 6 arranged on the underside of the take-off screen on the roll 10.
  • the laminate produced in this way or the resulting security paper 12 is then removed.
  • this security paper 12 can then be pressed between further rolls (not shown) and crunched further, and an intimate connection is created between the two paper layers such that the different paper layers can hardly be distinguished from one another in the finished security paper.
  • the security paper 12 is then dried in the dryer section of the paper machine and is usually provided with sizes or coatings in the coating section of the paper machine. This can be done either in-line or on a separate coating machine.
  • the two units 1 and 8 can in principle also be reversed in their order, that is to say that on one side the thinner second paper layer with mottled fibers can be produced and on the other the thicker one first Paper layer.
  • Which circular sieve is used for which function can, for example, be made dependent on the layer in which additional security features such as watermarks or security threads are to be installed, and which circular sieve is already prepared for such an installation.
  • Fig. Lb shows an alternative structure in the wet end of a paper machine.
  • a first circular screen unit which is used here as a so-called short former or in specialist circles and English shortformer 25 for the production of the second thin paper web.
  • a short former 25 does not rotate in a pulp bath, but the pulp B with mottled fibers is applied via a fabric application unit 21.
  • This stock application unit 21 is designed to be movable, and the contact with the circular screen can be adjusted via a hydraulic cylinder 19.
  • the material application unit 21 applies the pulp only shortly before the take-off screen 3 (for example spraying), ie the actual sheet formation takes place only in a small angular range of the rotation of the circular screen 11.
  • the stock (pulp) is sprayed on or sprayed on to a certain wet extent and / or, for example, a doctor blade is provided.
  • the thin first paper web 13, which is produced by the short former 25, is then tapped from the take-off screen 3, and so that the paper web does not start to detach downward from the screen 3 (sagging if the basis weight is too high), a suction head 18 on the top of the take-off screen be provided.
  • This suction head 18 can also perform a dewatering function.
  • the stronger paper web 6 is built up in the other rotary screen unit 1.
  • This first circular sieve unit 1 has a bath in which the pulp A is held and in which the circular sieve 7 rotates.
  • FIG. 1b) shows how a security thread 15 is guided onto the circular screen 7 via a roller 23 via a thread feed unit 22.
  • the tape then lies on the screen 7 during sheet formation and is embedded in the sheet. If necessary, a structure of bumps can be provided on this screen 6, as is described in EP-A-0059056, so that the security thread is then partially embedded and partially exposed in the Web is present.
  • the security paper 12 can then be passed through further units of the paper machine, for example drying unit, calender, coating units etc.
  • FIG. 2 now shows sections through different exemplary embodiments of a security paper produced in this way.
  • the simplest form is shown in FIG. 2a.
  • the security paper 12 has the first paper layer 6, which contains no mottled fibers 14.
  • Connected to this is the second paper layer 13, which is considerably thinner than the first paper layer 6, and which contains mottled fibers 14.
  • the individual paper layers 6 and 13, when the paper layers are brought together and crimped in the wet area of the paper machine, can essentially no longer be distinguished from one another in the finished security paper (therefore the dividing line between the two layers 6 and 13 is shown in dashed lines).
  • the mottled fibers 14 are selectively localized in a thin area near the surface, and thus essentially all of the mottled fibers 14 used can give rise to an optically perceptible effect.
  • the first paper web 6 can also contain mottled fibers, but this, for example, in a lower density, and it is possible, for example, in the thinner paper layer 13 to have high-quality mottled fibers (for example, those with photoluminescence and with linearly polarized absorption and / or Emission) and in the thicker paper layer 6 no mottling fibers or simple inexpensive mottling fibers are to be provided.
  • the mottling fibers arranged in the thinner paper web 13 additionally show polarization effects.
  • both sides of the security paper 12 appear identical, but UV light with a rotating polarization direction, for example, is irradiated (linearly polarized absorption of the mottled fibers) or observed by a rotating polarizer (linearly polarized emission of the mottled fibers), the side of the first paper web 6 appears without any particular effect, while the side of the second paper web 13 shows a flip-flop effect of the mottled fibers, depending on relative orientation of the polarization direction of the fiber or the polarization direction of the incident light or the polarization direction of the polarizer for observation.
  • a possible mottling fiber consists, for example, of Lyocell as a matrix material, is colored with a fluorescent dye such as Blankophor P (Bayer, Leverkusen), or Pergasolgel 8GA (Ciba Specialty Chemicals), and has a length of: 2.5 mm, at 17 dtex ; or a length of: 4 mm at 6.1 dtex.
  • a fluorescent dye such as Blankophor P (Bayer, Leverkusen), or Pergasolgel 8GA (Ciba Specialty Chemicals)
  • These are either stretched fibers, in which dyes accumulate anisotropically during dyeing, thus enabling polarization effects, or the fibers are extruded using a colored mass and then the matrix and dye of the extrudate are stretched so that the dyes are oriented.
  • the security elements are embedded in the paper web over the entire width.
  • This localization of the mottled fibers in strips can take place, for example, in that the same material is not applied in the short form 25 over the entire width of the paper web.
  • the fabric when spraying the fabric onto the circular sieve, only individual nozzles can be acted on with fabric that contains mottled fibers, and / or it is possible to apply the fabric in the area of the fabric application unit 21 via z.
  • Strips with mottled fibers should be created, each providing an auxiliary headbox.
  • This auxiliary headbox (a device for applying pulp to the round screen, for example similar to device 21 from FIG. 1b) is fed by a container in which pulp with slurried mottled fibers is located.
  • pulp B is not included, for example
  • the auxiliary headbox now carries pulp in one area
  • Melierfasem on the circular sieve 11 Depending on the width of this auxiliary headbox, a strip with mottled fibers is created. It can be used to manufacture several
  • Strips also several such auxiliary headbox devices are provided side by side.
  • this area in which the auxiliary pulp applies the special pulp is passed through pulp B and the entire paper web is formed, and thus this area is also covered on the back by pulp B without mottled fibers. In this way, stripes form in which selectively mottled fibers from the pulp of the auxiliary headbox are contained.
  • auxiliary headbox can also be formed over the entire width of the paper web.
  • mottled fibers are then arranged in an enriched form in the area near the surface which rests on the circular sieve during manufacture.
  • this use of an auxiliary headbox for the selective application of pulp with mottled fibers in an early phase of sheet formation is also independent of the use of a second (round -) Sieben can be used, and for itself new and has inventive character.
  • paper can be produced which on one side (facing the circular sieve during manufacture) contains mottled fibers, such as those introduced from the auxiliary headbox, and on the other side (facing away from the circular sieve during manufacture). either contains no mottled fibers or, for example, another type of mottled fibers which are slurried in the pulp in which the circular screen is immersed.
  • FIG. 2b An alternative exemplary embodiment is shown in FIG. 2b), here thinner second paper webs 13 and 13 ', each containing mottled fibers 14, are arranged on both surfaces of the first paper web 6. It is particularly advantageous if different mottled fibers or the same mottled fibers are arranged in the two paper webs 13 and 13 ', however, in different distribution or density, so that the resulting security paper has different properties on different sides. This can be used as an additional security level.
  • mottled fibers In addition, it is generally possible to provide certain "hidden" mottled fibers by e.g. in FIG. 2b), only mottled fibers are arranged in layer 6, and the two outer layers are free of mottled fibers 14. In this case, only the middle layer contains mottled fibers.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 2 c) serves in particular to illustrate that further security features can be arranged in the mass of the security paper 12. Examples include security threads 15 or watermarks. In this specific case, a security thread 15 is arranged in the first paper web 6, and this security thread is partially exposed on the surface on the side facing away from the thin paper layer 13 with mottled fibers.
  • the embedding in the mass of the first paper web 6 can be carried out on the first screen 7, as described in EP-A-0 059 056 and as shown in FIG. 1b).
  • mottled fibers 14 with an anisotropic cross section can be used, in which case the Align fibers with their broad side preferably parallel to the paper surface and thus have a clearer visibility.
  • both the first layer 6 and the second layer 13 have mottled fibers 14.
  • the mottled fibers 14 'in the first, thicker layer 6 are cheap, simple mottled fibers, since, in order to achieve any effect, a large amount of such mottled fibers must be provided in pulp A during the manufacturing process.
  • other mottled fibers 14 are arranged, which can have special properties, and which in particular can be present, for example, in a much higher density.
  • the mottled fibers can contain qualitative information, but can represent the same wet, quantitative information, for example by being arranged in the mass in a specific arrangement or density.
  • the proposed security paper can also be used, for example, as paper for bonds, checks, share certificates, tickets, tickets or other securities, but there are also uses in the field of packaging materials, cover materials, labels, price tags, tags, etc. possible where verification of authenticity is desirable.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers (12) sowie ein Sicherheitspapier (12) mit in der Masse eingebetteten, und über Aufschlämmung in der Pulpe (B) eingebrachten Sicherheitselementen (14). Eine besonders wirksame, effiziente, und dadurch kostengünstige Einbettung von Sicherheitselementen (14) in das Sicherheitspapier (12) wird dadurch gewährleistet, dass in einem eine erste Papierbahn (6) gebildet wird, dass wenigstens eine zweite Papierbahn (13) gebildet wird, wobei während der Blattbildung in der Pulpe (B) aufgeschlämmte Sicherheitselemente (14) in die Masse der zweiten Papierbahn (13) eingebettet werden, und wobei die zweite Papierbahn (13) eine Dicke von 10% bis 50% der Gesamtdicke des Sicherheitspapiers (12) aufweist, und dass in einem folgenden Verfahrensschritt die erste Papierbahn (6) mit der zweiten Papierbahn (13) zusammengeführt und mit dieser verbunden wird.

Description

BESCHREIBUNG TITEL Sicherheitspapier und Verfahren zu dessen Herstellung
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers sowie ein Sicherheitspapier mit in der Masse eingebetteten Sicherheitselementen.
STAND DER TECHNIK
Insbesondere im Bereich von Banknoten werden sehr häufig Sicherheitsmerkmale in die Masse des Papiers eingebracht. Zu nennen sind dabei i.d.R. metallisierte Sicherheitsstreifen, welche entweder vollständig im Papier eingebettet sind und damit in Aufsicht' kaum erkennbar und in Durchsicht als schwarzer Streifen wahrzunehmen sind, oder welche bereichsweise an die Oberfläche treten können und gegebenenfalls zusätzlich mit ausgesparten Buchstaben etc. versehen sein können. Ebenfalls wichtig sind so genannte Melierfasern, d. h. in der Masse des Papiers verankerte Fasern, welche normalerweise unter gewöhnlichen Lichtverhältnissen nicht erkennbar sind, welche aber z. B. bei Einstrahlung von UV-Licht hell/farbig erscheinen (Photolumineszenz). Typischerweise werden derartige Melierfasern mit verschiedenen photolumineszenten Farbstoffen eingefärbt, sodass bei Einstrahlung von Licht entsprechender Wellenlänge Melierfasern in unterschiedlichen Farben erscheinen. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Sicherheitspapier mit in der Masse eingebetteten Sicherheitselementen wie beispielsweise Melierfasern vorzuschlagen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben. Dies für Sicherheitselemente, welche über eine Aufschlämmung in der Pulpe eingebracht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, dass ein Verfahren unter Verwendung von zwei separat hergestellten Papierbahnen verwendet wird, wie dies in Anspruch 1 dargelegt ist. Konkret wird so vorgegangen, dass eine erste Papierbahn gebildet wird, und dass z. B. parallel dazu wenigstens eine zweite Papierbahn gebildet wird, wobei während der Blattbildung insbesondere bevorzugt in der Pulpe aufgeschlämmte Sicherheitselemente in die Masse der zweiten Papierbahn eingebettet werden. Dabei weist die zweite Papierbahn typischerweise eine Dicke von 10% bis 50% der Gesamtdicke des Sicherheitspapiers auf. In einem folgenden Verfahrensschritt wird anschliessend die zweite Papierbahn mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und mit dieser verbunden. Dieser Vorgang geschieht vorzugsweise im Nassbereich einer einzigen Papiermaschine, und die Verbindung bevorzugt zwischen nassen Papierbahnen statt.
Normalerweise ist es so, dass nur Melierfasern, welche in einem gewissen oberflächennahen Bereich angeordnet sind, tatsächlich einen erkennbaren Effekt ausmachen, da tiefer in der Papierinasse angeordnete Fasern durch die Masse abgedeckt werden. Entsprechend ist es auch für die Erzielung eines vergleichsweise bescheidenen
Effekts bereits erforderlich, Melierfasern in der Pulpe in vergleichsweise hoher
Konzentration beizumischen. Der Kern der Erfindung besteht entsprechend darin, die bereits im Stand der Technik bekannte Technologie, wenigstens zwei Papierbahnen nebeneinander häufig parallel herzustellen und anschliessend noch im Nassbereich der
Papiermaschine miteinander zu verbinden, dazu zu verwenden, in der Pulp aufgeschlämmt Sicherheitselemente, z. B. Melierfasern, spezifisch nur in einer Schicht anzuordnen, welche separat hergestellt wird und welche beim fertigen Sicherheitspapier an der Oberfläche angeordnet ist. Einerseits können so in überraschend und unerwarteter Weise bei gleicher Effizienz die hohen Kosten der Sicherheitselemente reduziert werden, respektive es können unter Verwendung von z.B. wenig Melierfasern bereits sehr effiziente Effekte erzeugt werden, da die Sicherheitselemente wie z.B. Melierfasern im wesentlichen ausschliesslich in einem Bereich des Sicherheitspapiers angeordnet sind, welcher für den Effekt wirksam ist. Ausserdem ist es so möglich, bestimmte Sicherheitselemente wie Melierfasern selektiv nur auf einer Seite des Sicherheitspapiers anzuordnen, was bei typischen Verfahren nach dem Stand der Technik nicht möglich ist.
Es ist so einerseits möglich, eine dicke erste Papierbahn nur mit einer dünnen zweiten Papierbahn mit Sicherheitselementen, d.h. z.B. Melierfasern, zu verbinden, und in der ersten Papierbahn keine Sicherheitselemente vorzusehen. Alternativ ist es möglich, die erste Papierbahn beidseitig mit jeweils zwei dünnen Papierbahnen zu verbinden, und in diesen zwei dünnen zweiten Papierbahnen Sicherheitselemente vorzusehen. Ein besonders eindrücklicher Effekt kann so insbesondere dann erzeugt werden, wenn die auf den unterschiedlichen Oberflächen angeordneten zweiten Papierbahnen
Sicherheitselemente unterschiedlicher Art, Dichte und/oder Verteilung aufweisen.
Ausserdem lassen sich sehr interessante Effekte dadurch erzeugen, dass beispielsweise in der ersten Papierbahn andere Sicherheitsmerkmale wie beispielsweise
Wasserzeichen, Sicherheitsstreifen, gegebenenfalls bereichsweise freiliegend (Windows-Verfahren), eingebettet werden. So ergibt sich ein Sicherheitspapier, welches auf der einen Seite einen bereichsweise freiliegenden Sicherheitsstreifen aufweist, und ausschliesslich auf der anderen Seite sichtbare Melierfasern zeigt.
Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens geschieht das Verbinden der Papierbahnen im Nassbereich der gleichen Papiermaschine durch einen Gautschvorgang, welcher z.B. durch einfache Umlenkung unmittelbar nach der Zusammenführung der nassen Bahnen um eine Rolle realisiert werden kann. Die zwei Papierbahnen können im Prinzip auch in unterschiedlichen Papiermaschinen hergestellt werden, und es können sowohl Langsiebmaschinen als auch Rundsiebmaschinen Anwendung finden. Insbesondere bevorzugt werden aber zur Herstellung beider Papierbahnen Rundsiebeinheiten verwendet und die Bahnen in der gleichen Papiermaschine im Nassbereich verbunden. Bevorzugt wird ausserdem die dünne Papierschicht mit den Sicherheitselementen in einem sogenannten Kurzformer oder Shortformer hergestellt, einer Rundsiebeinheit, bei welcher das Rundsieb nicht in einem Becken mit Pulpe rotiert, sondern bei welchem die Pulpe über eine Stoffauftragseinheit, ggf. mit einem Rakel, auf das Rundsieb aufgebracht wird. Typischerweise verfugt die zweite Papierbahn über eine Dicke von 10% bis 30%, bevorzugt von 15% bis 25% der Gesamtdicke des Sicherheitspapiers.
Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei den Sicherheitselementen bevorzugt gemäss einer weiteren Ausführungsform um Melierfasern. Möglich sind aber auch Taggants (als Sicherheitselemente wirkende Markierstoffe oder mikroskopische Markierelemente wie Planchetten, häufig sog. up-converters), ganz allgemein als Sicherheitselemente wirksame Pigmente oder Farbstoffe etc..
Die Melierfasem besitzen bevorzugt photolumineszente Eigenschaften, insbesondere fluoreszierende oder phosphoreszierende Eigenschaften. Als besonders geeignet erweist sich das Verfahren insbesondere dann, wenn die Melierfasern linear polarisierte Absorption und/oder linear polarisierte Photolumineszenz zeigen, wobei insbesondere bevorzugt die Anregung durch Licht im wesentlichen ausserhalb des sichtbaren Bereichs (UV, IR) möglich ist und die Beobachtung respektive Emission im sichtbaren Bereich geschieht. Gute Effekte lassen sich dann erzielen, wenn in Absorption und/oder Emission ein dichroisches Verhältnis im Bereich von grösser gleich 2, bevorzugt grösser gleich 5 oder sogar grösser gleich 10 vorliegt. Um die Anordnung der Melierfasern im oberflächennahen Bereich in möglichst optisch wirksamer Weise zu unterstützen, können, gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die Melierfasern einen anisotropen Querschnitt besitzen, wobei insbesondere bevorzugt das Verhältnis der kurzen Hauptachse des Querschnitts zur langen Hauptachse des Querschnitts im Bereich von 1:1.5 bis 1:100, bevorzugt im Bereich von 1:2 bis 1:50, insbesondere bevorzugt von 1:2 bis 1:25 oder sogar von 1:8 bis 1:15 liegt. Derartige Melierfasern mit anisotropem Querschnitt zeigen die Tendenz, sich mit ihrer langen Hauptachse im wesentlichen parallel zu Oberfläche des Papiers anzuordnen, und zeigen so verbesserte Effekte. In Kombination mit dem erfindungsgemässen Verfahren der Anordnung derartiger Fasern ausschliesslich im oberflächennahen Bereich können so erstaunliche Effekte erzeugt werden. Typischerweise verfügen die Melierfasern über eine Länge von weniger als 10 mm, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 mm, insbesondere bevorzugt im Bereich von 3 oder 3.5 mm. Die Melierfasern haben normalerweise einen Durchmesser im Bereich von 20 bis 150 μm, insbesondere bevorzugt im Bereich von 50 bis 100 μm, wobei bei anisotropem Querschnitt bevorzugt die kurze Hauptachse eine Länge im Bereich von 5-20μm und die lange Hauptachse eine Länge im Bereich von 50-150 μm aufweist.
Die Melierfasern können aus unterschiedlichem Material hergestellt sein, wobei dieses Material die Eigenschaft besitzen sollte, sich gut in der Papiermatrix zu verankern. Im Bereich von Banknoten wird dabei typischerweise eine Papiermatrix mit hohem Baumwollanteil verwendet. Es kann sich entsprechend bei der Melierfaser um synthetische Fasern ausgewählt aus der Gruppe Polyethylen, Polypropylen, Aramid, Polyamid, Polyacrylonitril handeln (wobei diese Materialien für den Einbau in das Papier eine hydrophile Oberfläche besitzen sollten, was ggf. über eine chemische Modifikation der Oberfläche realisiert werden kann), oder aber um auf natürlichen oder teil-synthetischen Materialien basierende Fasern ausgewählt aus der Gruppe Holz, Baumwolle, Gras, Zellulose, Viskose, Lyocell, Rayon. Alternativ sind auch Fasern auf Metallbasis möglich (Metallfasern). Auch eine Mischung von Fasern aus unterschiedlichen Materialien ist möglich. Dabei werden die Fasern beispielsweise mit einem photolumineszenten Farbstoff eingefärbt und gegebenenfalls anschliessend gereckt, um die Eigenschaft der polarisierenden Absorption respektive Emission entstehen zu lassen (die Farbstoffe müssen dabei die Eigenschaft besitzen, sich beim Recken der Faser derart auszurichten, dass sich der gewünschte Polarisationseffekt einstellt).
Weitere bevorzugte Ausführungsfonnen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung, wie bereits oben erwähnt, ein Sicherheitspapier mit in der Masse eingebetteten insbesondere optisch verifizierbaren, und über Aufschlämmung in der Pulpe eingebrachten Sicherheitselementen. Das Sicherheitspapier ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitselemente, insbesondere Melierfasem, in wenigstens einem oberflächennahen Bereich angeordnet sind, wobei dieser oberflächennahe Bereich 10% bis 30%, bevorzugt 15% bis 25% der Gesamtdicke des Sicherheitspapiers ausmacht. Der oberflächennahe Bereich kann dabei durch eine separate Schicht gestellt werden. Bevorzugt ist ein derartiges Sicherheitspapier herstellbar respektive hergestellt nach einem Verfahren, wie es oben beschrieben ist. Dabei wird insbesondere bevorzugt das Sicherheitselement als eine über die Pulpe eingebrachte photolumineszente Melierfaser vorgesehen, welche insbesondere linear polarisierte Emission und/oder Absorption zeigt. Bei dem oben beschriebenen Verfahren resp. dem Sicherheitspapier sind die Sicherheitselemente über die ganze Breite auf einer Seite in der Papierbahn eingebettet. Es ist aber auch alternativ möglich, diese Elemente nur in Teilbereichen wie z.B. Streifen im Papier einzubetten.
Weitere bevorzugte Ausführungsfonnen des erfindungsgemässen Sicherheitspapiers sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 a)' eine schematische Darstellung des Nassbereichs einer Papiermaschine mit einem möglichen Verfahrensaufbau zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, b) eine schematische Darstellung eines weiteren möglichen Verfahrensaufbaus zur Herstellung eines Sicherheitspapiers; und Fig. 2 Schnitte durch Sicherheitspapiere mit eingebetteten Sicherheitselementen, wobei in a) die Sicherheitselemente ausschliesslich einseitig angeordnet sind, in b) die Sicherheitselemente auf beiden Seiten verdichtet angeordnet sind, in c) zusätzlich weitere Sicherheitselemente vorhanden sind, d) und Sicherheitselemente beidseitig angeordnet sind. WEGE ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Papiermaschine mit zwei Rundsieb- Einheiten, in welcher zwei Papierbahnen 6 und 13 in zwei Rundsieb-Einheiten 1 und 8 parallel und synchron im Nassbereich hergestellt werden. Im Vergleich zu einer Papiermaschine mit nur einem Rundsieb verfügen derartige Doppelrundsieb- Papiermaschinen über die Möglichkeit einer schnelleren Produktion bei gleichzeitig hochstehender Qualität des hergestellten Papiers. Insbesondere im Bereich der Herstellung von Papier für Banknoten finden derartige Maschinen Anwendung, da erstens bei Banknoten Papier sehr grösser Qualität und besonderer Beschaffenheit gefragt ist, und da zweitens nur Rundsieb-Papiermaschinen die Herstellung von fein detaillierten Mehrstufen-Wasserzeichen erlauben, die als Sicherheitsmerkmale bei Banknoten nach wie vor einen sehr hohen Stellenwert aufweisen. Eine erste Papierbahn, welche typischerweise die dickere Papierbahn darstellt, d. h. wenigstens 50% der Gesamtdicke des resultierenden Papiers ausmacht, normalerweise sogar im Bereich von 80 %, wird auf der ersten Rundsieb-Einheit 1 unter Verwendung des ersten Rundsiebs 2 aufgebaut. Dabei ist das Rundsieb 2 in die Pulpe A eingetaucht und der innere Bereich des rotierenden Rundsiebs verfügt über ein niedrigeres Flüssigkeitsniveau, sodass Flüssigkeit der Pulpe A durch das Sieb 7 hindurchgepresst wird und sich entsprechend auf der Aussenseite des Siebes 7 der Faseranteil der Pulpe konzentriert und das Blatt gebildet wird. Die auf der ersten Rundsieb-Einheit 1 hergestellte erste Papierlage 6 wird aus einer Pulpe A ohne Melierfasem hergestellt, d. h. die erste Papierbahn respektive Papierlage 6 verfügt nicht über Melierfasern. Diese erste Papierlage 6 wird anschliessend in jenem Bereich des ersten Siebes 7, welcher aus der Pulpe A herausragt, über einen Abnahmesieb 3 (auch als Abnahmefilz bezeichnet) an einer Rolle 5 vom Sieb 7 aufgenommen und zusammen mit dem Abnahmesieb (Bezugszeichen 4) abgeführt. Um zu verhindern, dass sich die auf der Unterseite des Abnahmesiebs 4 geführte Bahn ablöst, kann ein Saugkopf 18 oder Überkopfsauger angeordnet werden, welcher die Bahn 6 am Sieb 4 hält. Der Saugkopf 18 kann dabei neben der Haltefunktion auch eine Entwässernngsfunktion übernehmen.
Gleichzeitig wird in der zweiten Rundsiebeinheit 8 eine zweite Papierlage 13 in analoger Weise unter Verwendung eines zweiten Rundsiebs 8 mit einem zweiten Sieb 11 hergestellt. Diese zweite Papierlage 13 ist nun aber dünner als die erste Papierlage 6, typischerweise macht sie etwa 10 bis 20% der Gesamtdicke des resultierenden Papiers 12 aus. Insbesondere ist aber die in der zweiten Rundsieb-Einheit eingesetzte Pulpe B mit Melierfasem versetzt, was dazu führt, dass die zweite Papierlage 13 in der Masse diese Melierfasem enthält. Die Konzentration an Melierfasem in der Pulpe B ist dabei vergleichsweise hoch, da aber nur eine dünne Papierlage 13 hergestellt wird, und entsprechend die Melierfasem selektiv auf der Oberfläche des resultierenden Papiers 12 angeordnet sind, können dennoch die Kosten niedrig gehalten werden.
Diese zweite Papierlage 13 wird anschliessend in jenem Bereich des zweiten Siebes 11 , welcher aus der Pulpe B herausragt, mit der auf dem Abnahmesieb auf der Unterseite angeordneten ersten Papierbahn 6 an der Rolle 10 in Kontakt gebracht und zusammengeführt. Die Rolle 10, um welche die beiden Bahnen um wenigstens ca. 120 ° hemmgeführt werden, wirkt somit als Gautschrolle. Anschliessend wird das so hergestellte Laminat respektive resultierende Sicherheitspapier 12 abgeführt. Optional kann dieses Sicherheitspapier 12 anschliessend zwischen weiteren Rollen (nicht dargestellt) gepresst und weiter gegautscht werden, und es entsteht zwischen den beiden Papierlagen eine derart innige Verbindung, dass im fertigen Sicherheitspapier die unterschiedlichen Papierlagen kaum mehr voneinander unterschieden werden können. Ausserdem wird anschliessend das Sicherheitspapier 12 in der Trockenpartie der Papiermaschine getrocknet und üblicherweise in der Beschichtungspartie der Papiermaschine mit Leimungen oder Beschichtungen versehen. Dies kann entweder In- line oder auf einer separaten Streichmaschine geschehen. Im Zusammenhang mit den beiden Rundsieb-Einheiten muss bemerkt werden, dass grundsätzlich die beiden Einheiten 1 und 8 in ihrer Reihenfolge auch vertauscht werden können, d. h. dass auf der einen zunächst die dünnere zweite Papierlage mit Melierfasem hergestellt werden kann und auf der anderen Einheit die dickere erste Papierlage. Welches Rundsieb für welche Funktion verwendet wird, kann beispielsweise davon abhängig gemacht werden, in welche Schicht ggf. zusätzliche Sicherheitsmerkmale wie Wasserzeichen respektive Sicherheitsfäden eingebaut werden sollen, und welches Rundsieb für einen derartigen Einbau bereits vorbereitet ist. Fig. lb) zeigt einen alternativen Aufbau in der Nasspartie einer Papiermaschine. Hierbei wird auf einer ersten Rundsieb-Einheit, welche hier als so genannter Kurzformer oder in Fachkreisen und englisch Shortformer 25 zur Herstellung der zweiten dünnen Papierbahn verwendet. Ein derartiger Kurzformer 25 rotiert nicht in einem Bad von Pulpe, sondern die Pulpe B mit Melierfasem wird über eine Stoffauftragseinheit 21 aufgetragen. Diese Stoffauftragseinheit 21 ist beweglich ausgestaltet, und das Anliegen am Rundsieb kann über einen Hydraulikzylinder 19 eingestellt werden. Die Stoffauftragseinheit 21 trägt die Pulpe nur kurz vor dem Abnahmesieb 3 auf (z.B. Aufspritzen), d. h. die eigentliche Blattbildung geschieht nur in einem kleinen Winkelbereich der Rotation des Rundsiebs 1 1. Da in diesem Schritt aber ohnehin nur eine dünne Papierlage gebildet werden soll, ist dies nicht nachteilig. In der Stoffauftragseinheit 21 wird z.B. der Stoff (die Pulpe) gewisseπnassen aufgesprüht oder aufgespritzt und/oder es ist beispielsweise ein Rakel vorgesehen.
Die dünne erste Papierbahn 13, welche vom Kurzformer 25 hergestellt wird, wird anschliessend vom Abnahmesieb 3 abgegriffen, und damit sich die Papierbahn nicht nach unten vom Sieb 3 abzulösen beginnt (durchhängen bei zu hohem Flächengewicht), kann ein Saugkopf 18 auf der Oberseite des Abnahmesiebes vorgesehen werden. Dieser Saugkopf 18 kann zudem eine Entwässemngsfunktion übernehmen In der anderen Rundsieb-Einheit 1 wird die stärkere Papierbahn 6 aufgebaut. Diese erste Rundsieb-Einheit 1 verfügt über ein Bad, in welcher die Pulpe A gehalten wird, und in welchem das Rundsieb 7 rotiert. Zudem ist in Fig. lb) dargestellt, wie über eine Fadenzuführungseinheit 22 ein Sicherheitsfaden 15 auf das Rundsieb 7 über einer Rolle 23 geführt wird. Das Band liegt anschliessend während der Blattbildung auf dem Sieb 7 und wird in das Blatt eingebettet. Gegebenenfalls kann auf diesem Sieb 6 eine Struktur aus Höckern vorgesehen sein, wie dies in der EP-A-0059056 beschrieben ist, sodass der Sicherheitsfaden anschliessend teilweise eingebettet und teilweise freiliegend in der Bahn vorhanden ist.
Die dünne Papierbahn 13, welche zusammen mit dem Abnahmefilz 3 im noch nassen Zustand zugeführt wird, wird anschliessend mit der ebenfalls noch nassen Papierbahn 6 zusammengeführt und über die Rolle 10 stark umgelenkt, sodass bereits bei dieser Umleitung um die Rolle 10 der Gautschvorgang abläuft. Das Sicherheitspapier 12 kann anschliessend durch weitere Einheiten der Papiermaschine geführt werden, so beispielsweise Trockeneinheit, Kalander, Streicheinheiten etc..
Fig. 2 zeigt nun Schnitte durch unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines derart hergestellten Sicherheitspapiers. In Fig. 2a ist die einfachste Form dargestellt. Das Sicherheitspapier 12 verfügt über die erste Papierlage 6, welche keine Melierfasem 14 enthält. Damit verbunden ist die zweite Papierlage 13, welche wesentlich dünner ist als die erste Papierlage 6, und welche Melierfasem 14 enthält. Die einzelnen Papierlagen 6 respektive 13 können, wenn die Papierlagen im Nassbereich der Papiermaschine zusammengeführt und gegautscht werden, im fertigen Sicherheitspapier im wesentlichen nicht mehr voneinander unterschieden werden (deshalb ist die Trennlinie zwischen den beiden Schichten 6 und 13 gestrichelt dargestellt). Es kann so erkannt werden, dass die Melierfasem 14 in einem dünnen oberflächennahen Bereich selektiv lokalisiert sind, und somit im wesentlichen so gut wie alle verwendeten Melierfasem 14 zu einem optisch wahrnehmbaren Effekt Anlass geben können. Es muss bemerkt werden, dass auch die erste Papierbahn 6 Melierfasem enthalten kann, dies aber beispielsweise in einer geringeren Dichte, und es ist z.B. möglich, in der dünneren Papierlage 13 hochstehende hochwertige Melierfasem (beispielsweise solche mit Photolumineszenz und mit linear polarisierter Absorption und/oder Emission) und in der dickeren Papierlage 6 keine Melierfasem oder einfache kostengünstige Melierfasem vorzusehen. Es ist beispielsweise vorteilhafterweise möglich, in den Papierlagen an sich auf den ersten Blick und ohne Polarisator betrachtet identische Melierfasem zu verwenden, wobei aber die in der dünneren Papierbahn 13 angeordneten Melierfasem zusätzlich Polarisationseffekte zeigen. Bei Betrachtung ohne Polarisator im UV-Licht erscheinen so beide Seiten des Sicherheitspapiers 12 identisch, wird aber beispielsweise UV-Licht mit rotierender Polarisationsrichtung eingestrahlt (linear polarisierte Absorption der Melierfasern) oder durch einen rotierenden Polarisator beobachtet (linear polarisierte Emission der Melierfasem) so erscheint die Seite der ersten Papierbahn 6 ohne besonderen Effekt, während die Seite der zweiten Papierbahn 13 einen Flip-Flop Effekt der Melierfasem zeigt, je nach relativer Ausrichtung der Polarisationsrichtung der Faser respektive der Polarisationsrichtung des eingestrahlte Lichtes oder der Polarisationsrichtung des Polarisators zur Beobachtung.
Eine mögliche Melierfaser besteht beispielsweise aus Lyocell als Matrix-Material, ist eingefärbt mit einem fluoreszenten Farbstoff wie beispielsweise Blankophor P (Bayer, Leverkusen), oder Pergasolgelb 8GA (Ciba Speciality Chemicals), und verfügt über eine Länge von: 2.5 mm, bei 17 dtex; oder eine Länge von: 4 mm bei 6.1 dtex. Es handelt sich dabei entweder um gereckte Fasern, bei welchen sich Farbstoffe beim Färben anisotrop einlagern und so Polarisationseffekte ermöglicht werden, oder aber die Fasern werden unter Verwendung einer eingefärbten Masse extrudiert und anschliessend Matrix und Farbstoff des Extrudats gereckt, so dass Orientierung der Farbstoffe auftritt.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren sind die Sicherheitselemente über die ganze Breite in der Papierbahn eingebettet. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Melierfasem nicht über die gesamte Breite der Papierbahn in der Schicht 13 einzubringen, sondern nur in gewissen Bereichen. Beispielsweise ist es möglich, eine so genannte Streifenmeliemng vorzunehmen, bei welcher Melierfasem 14 entlang der Laufrichtung der Papierbahn nur in bestimmten Streifen vorhanden sind, wobei je nach Streifen auch in unterschiedlichen Streifen unterschiedliche Melierfasem 14 eingebracht werden können.
Diese Lokalisierang der Melierfasem in Streifen kann beispielsweise dadurch geschehen, dass im Kurzfomier 25 nicht über die ganze Breite der Papierbahn der gleiche Stoff aufgebracht wird. Es können zum Beispiel bei einem Sprühen des Stoffes auf das Rundsieb nur einzelne Düsen mit Stoff beaufschlagt werden, welcher Melierfasem enthält, und/oder es ist möglich, den Stoffauftrag im Bereich der Stoffauftragseinheit 21 über z. B. Trennwände oder ähnliche Mittel in zur Laufrichtung transversaler Richtung zu kompartimentieren, sodass Bereiche entstehen, in welchen Pulpe ohne Melierfasem aufgetragen wird, und andere Bereiche, in welchen Pulpe mit Melierfasem aufgetragen wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, aneinandergrenzende Bereiche mit Pulpen unterschiedlicher Melierfasem vorzusehen.
Analoges ist bei einem Aufbau gemäss Fig. la) möglich, wobei dann die Pulpe B kompartimentiert werden muss. Eine Möglichkeit, selektiv (d. h. z.B. in Streifen)
Melierfasem in einem Aufbau gemäss Fig. la) einzubringen, besteht darin, im
Eintauchbereich (vgl. Position von Pfeil in Fig. la)) in den Bereichen, in welchen
Streifen mit Melierfasem entstehen sollen, jeweils einen Hilfsstoffauflauf vorzusehen.
Dieser Hilfsstoffauflauf (eine Vorrichtung zur Aufbringung von Pulpe auf das Rundsieb, beispielsweise ähnlich der Vorrichtung 21 aus Fig. lb)) wird dabei von einem Behälter, in welchem sich Pulpe mit aufgeschlämmten Melierfasern befindet, gespiesen. Die Pulpe B ist in diesem speziellen Fall dann zum Beispiel nicht mit
Melierfasem versetzt. Der Hilfsstoffauflauf trägt nun in einem Bereich Pulpe mit
Melierfasem auf das Rundsieb 11 auf. Je nach Breite dieses Hilfsstoffauflaufes entsteht entsprechend ein Streifen mit Melierfasem. Es können zur Herstellung von mehreren
Streifen auch mehrere derartige Hilfsstoffauflauf-Vorrichtungen nebeneinander vorgesehen werden.
Anschliessend wird durch die Rotation des Rundsiebs dieser Bereich, in welchem der Hilfsstoffauflauf die spezielle Pulpe aufträgt, durch die Pulpe B geführt und dabei wird die gesamte Papierbahn gebildet und damit auch dieser Bereich rückseitig von Pulpe B ohne Melierfasem bedeckt. So bilden sich Streifen aus, in welchen selektiv Melierfasem aus der Pulpe des Hilfsstoffauflaufes enthalten sind.
Ein derartiger Hilfsstoffauflauf kann übrigens auch über die gesamte Breite der Papierbahn ausgebildet sein. Auf diese Weise werden dann Melierfasem in angereicherter Form im oberflächennahen Bereich, welcher bei der Herstellung auf dem Rundsieb aufliegt, angeordnet. Es muss in diesem Zusammenhang bemerkt werden, dass diese Verwendung eines Hilfsstoffauflaufes zur selektiven Aufbringung von Pulpe mit Melierfasem in einer frühen Phase der Blattbildung (sowohl in Form von Streifen als auch über die gesamte Breite der Papierbahn) auch unabhängig von der Verwendung eines zweiten (Rund-)Siebes Anwendung finden kann, und für sich neuen und erfinderischen Charakter besitzt. Es kann so auch bei Verwendung nur eines Rundsiebs ein Papier hergestellt werden, welches auf der einen Seite (bei der Herstellung dem Rundsieb zugewandt) Melierfasem enthält, wie sie vom Hilfsstoffauflauf eingebracht werden, und auf der anderen Seite (bei der Herstellung dem Rundsieb abgewandt) entweder keine Melierfasem enthält oder aber beispielsweise eine andere Art von Melierfasem, welche in der Pulpe, in welche das Rundsieb eintaucht, aufgeschlämmt sind.
Ein alternatives Ausführangsbeispiel ist in Fig. 2b) dargestellt, hier sind auf beiden Oberflächen der ersten Papierbahn 6 dünnere zweite Papierbahnen 13 respektive 13' angeordnet, welche jeweils Melierfasem 14 enthalten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in den beiden Papierbahnen 13 respektive 13' unterschiedliche Melierfasem oder die gleichen Melierfasem aber in unterschiedlicher Verteilung oder Dichte angeordnet sind, sodass das resultierende Sicherheitspapier auf unterschiedlichen Seiten unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Dies kann als weitere Sicherheitsstufe nutzbringend verwendet werden.
Ausserdem ist es ganz allgemein möglich, gewissennassen "versteckte" Melierfasem vorzusehen, indem z.B. in Figur 2b) nur in der Schicht 6 Melierfasem angeordnet werden, und die beiden aussenliegenden Schichten frei von Melierfasem 14 sind. In diesem Fall enthält also nur die mittlere Schicht Melierfasem. Das Ausführangsbeispiel gemäss Fig. 2c) dient insbesondere dazu, zu illustrieren, dass weitere Sicherheitsmerkmale in der Masse des Sicherheitspapiers 12 angeordnet sein können. Als Beispiel kommen unter anderem Sicherheitsfäden 15 oder Wasserzeichen in Frage. Im konkreten Fall ist hier ein Sicherheitsfaden 15 in der ersten Papierbahn 6 angeordnet, und dieser Sicherheitsfaden ist dabei teilweise an der der dünnen Papierschicht 13 mit Melierfasem abgewandten Seite an der Oberfläche freiliegend. Die Einbettung in die Masse der ersten Papierbahn 6 kann am ersten Sieb 7 durchgeführt werden, wie dies in der EP-A-0 059 056 beschrieben ist, und wie dies in Fig. lb) dargestellt ist.
Zur weiteren Erhöhung des Effekts auf der Seite der dünnen Papierschicht 13 können Melierfasem 14 mit anisotropem Querschnitt verwendet werden, wobei sich dann die Fasern bevorzugt mit ihrer breiten Seite parallel zu Papieroberfläche ausrichten und so eine deutlichere Sichtbarkeit aufweisen.
Fig. 2d) zeigt ausserdem ein Ausführangsbeispiel, bei welchem sowohl die erste Schicht 6 als auch die zweite Schicht 13 Melierfasem 14 aufweist. Dabei handelt es sich bei den Melierfasem 14' in der ersten, dickeren Schicht 6 um billige, einfache Melierfasem, da, um überhaupt einen Effekt zu erzielen, eine grosse Menge derartiger Melierfasem beim Herstellungsvorgang in der Pulpe A vorgesehen werden muss. Auf der anderen Seite in der dünnen Schicht 13 sind andere Melierfasem 14 angeordnet, welche spezielle Eigenschaften aufweisen können, und welche insbesondere beispielsweise in einer wesentlich höheren Dichte vorhanden sein können.
Die Melierfasem können qualitative Information beinhalten, können aber gleicheπnassen quantitative Information darstellen, beispielsweise indem sie in einer bestimmten Anordnung oder Dichte in der Masse angeordnet sind.
Das vorgeschlagene Sicherheitspapier kann neben der Funktion als Papier für eine Banknote auch beispielsweise als Papier für Obligationen, Schecks, Aktienzertifikate, Tickets, Billete oder andere Wertpapiere Verwendung finden, es sind aber auch Verwendungen im Bereich von Verpackungsmaterialien, Einbandmaterialien, Labels, Preisschilder, Tags, etc. möglich, wo eine Verifikation der Authentizität wünschenswert ist.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 erste Rundsieb-Einheit
2 erstes Rundsieb 3 Abnahmesieb
4 Abnahmesieb mit erster Papierlage
5 Rolle
6 erste Papierlage
7 Oberfläche (Sieb) des ersten Rundsiebs 8 zweite Rundsieb-Einheit
9 zweites Rundsieb
10 Rolle, Gautschrolle
11 Oberfläche (Sieb) des zweiten Rundsiebs 12 Sicherheitspapierbahn 13 zweite Papierlage 14 Sicherheitselement, Melierfasem 15 Sicherheitsfaden 16 freiliegender Bereich von 15 17 eingebetteter Bereich von 15 18 Saugkopf 19 Hydraulikzylinder
20 Achse von 21
21 Stoffauftragseinheit von 25
22 Fadenzuführangseinheit 23 Rolle
24 Abnahmesieb mit zweiter Papierlage
25 Kurzformer, Shortformer
A Pulpe ohne Melierfasem
B Pulpe mit Melierfasem

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers (12), dadurch gekennzeichnet, dass ^£_ eine erste Papierbahn (6) gebildet wird, dass wenigstens eine zweite Papierbahn (13) gebildet wird, wobei während der Blattbildung in der Pulpe (B) aufgeschlämmte Sicherheitselemente (14) in die Masse der zweiten Papierbahn (13) eingebettet werden, und wobei die zweite Papierbahn (13) eine Dicke von 10% bis 50% der Gesamtdicke des Sicherheitspapiers (12) aufweist, und dass in einem folgenden Verfahrensschritt die erste Papierbahn (6) mit der zweiten Papierbahn (13) zusammengeführt und mit dieser verbunden wird.
2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeiclinet, dass das Verbinden der Papierbahnen (6,13) im Nassbereich der Papiermaschine durch einen Gautschvorgang geschieht und dass insbesondere bevorzugt zur Herstellung der ersten und/oder der zweiten Papierbahn (6,13) eine Rundsieb-Einheit (1,8) verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Papierbahn (13) eine Dicke von 10% bis 30%, bevorzugt von 15% bis 25% der Gesamtdicke des Sicherheitspapiers (12) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Sicherheitselementen (14) um Melierfasem, Taggants, als Sicherheitselemente wirkende Pigmente oder Farbstoffe, und/oder Planchetten handelt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Melierfasem (14) photolumineszente Eigenschaften, insbesondere fluoreszierende oder phosphoreszierende Eigenschaften besitzen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Melierfasem linear polarisierte Absorption und/oder linear polarisierte Photolumineszenz zeigen, wobei insbesondere bevorzugt die Anregung durch Licht ausserhalb des sichtbaren Bereichs (UV, IR) möglich ist und die Beobachtung respektive Emission im sichtbaren Bereich geschieht, und wobei insbesondere bevorzugt im Absorption und/oder Emission ein dichroisches Verhältnis im Bereich von grösser gleich 2 bevorzugt grösser gleich 5 oder sogar grösser gleich 10 vorliegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Melierfasem (14) einen anisotropen Querschnitt besitzen, wobei insbesondere bevorzugt das Verhältnis der kurzen Hauptachse des Querschnitts zur langen Hauptachse des Querschnitts im Bereich von 1 : 1.5 bis 1 :100, bevorzugt im Bereich von 1 :2 bis 1 :50, insbesondere bevorzugt von 1 :2 bis 1 :25 oder sogar von 1:8 bis 1:15 liegt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Melierfasem (14) eine Länge von weniger als 10 mm, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 mm, insbesondere bevorzugt im Bereich von 3 oder 3.5 mm aufweisen, und dass die Melierfasem (14) einen Durchmesser im Bereich von 20 bis 150 μm, insbesondere bevorzugt im Bereich von 50 bis 100 μm aufweisen, wobei bei anisotropem Querschnitt die kurze Hauptachse eine Länge im Bereich von 5-20 μm und die lange Hauptachse eine Länge im Bereich von 50-150 μm aufweist.
. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Melierfaser (14) um synthetische Fasem ausgewählt aus der Gruppe Polyethylen, Polypropylen, Aramid, Polyamid, Polyacrylonitril oder um auf natürlichen oder teil-synthetischen Materialien basierende Fasem ausgewählt aus der Gruppe Holz, Baumwolle, Gras, Zellulose, Viskose, Lyocell, Rayon handelt, wobei die Fasem (14) insbesondere bevorzugt mit einem photolumineszenten Farbstoff eingefärbt und gegebenenfalls gereckt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Papierbahn (13) in einem Kurzformer (25) hergestellt wird, in welchem insbesondere bevorzugt der Stoff (B) über eine Stoffauftragseinheit (21) aufgebracht wird.
1 1. Sicherheitspapier (12) mit in der Masse eingebetteten insbesondere optisch verifizierbaren, und über Aufschlämmung in der Pulpe (B) eingebrachten Sicherheitselementen (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitselemente (14) in wenigstens einem oberflächennahen Bereich (6) im wesentlichen ausschliesslich oder wenigstens verdichtet angeordnet sind, wobei dieser oberflächennahe Bereich (6) 10% bis 30%, bevorzugt 15% bis 25% der Gesamtdicke des Sicherheitspapiers (12) ausmacht.
12. Sicherheitspapier (12) nach Ansprach 11, herstellbar und/oder hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, wobei insbesondere bevorzugt das Sicherheitselement (14) eine über die Pulpe eingebrachte photolumineszente Melierfaser mit linear polarisierter Emission und/oder Absorption ist.
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