WO2009141134A1

WO2009141134A1 - Entwässerungssieb für eine saugwalze einer papiermaschine zur herstellung von mit wasserzeichen versehenem papier

Info

Publication number: WO2009141134A1
Application number: PCT/EP2009/003596
Authority: WO
Inventors: Hans Grossmann
Original assignee: Hans Grossmann
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2009-11-26
Also published as: DE102008024401B3

Abstract

Bei einem Entwässerungssieb für eine Saugwalze einer Papiermaschine zur Herstellung von mit Wasserzeichen versehenem Papier, insbesondere zur Herstellung von Dokumenten und/oder Papieren mit Sicherheitsmerkmalen, wie Banknoten, Schecks, Aktienpapieren oder Eintrittskarten, ist die Oberfläche des Entwässerungssiebes mit Erhöhungen und Vertiefungen zur Erzeugung des Wasserzeichens versehen. Das Entwässerungssieb (1) mit den Erhöhungen (10) und den Vertiefungen (11) ist sequentiell aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Materialschichten hergestellt.

Description

ENTWASSERUNGSSIEB FÜR EINE SAUGWALZE EINER PAPIERMASCHINE ZUR HERSTELLUNG VON MIT WASSERZEICHEN VERSEHENEM PAPIER

Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssieb für eine Saugwalze einer Papiermaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs, ein Verfahren zur Herstellung von Papier sowie eine Papiermaschine.

Ein gattungsgemäßes Entwässerungssieb ist aus der DE 10 2005 042 344 Al bekannt. Dieses Entwässerungssieb weist zur Herstellung mehrstufiger Wasserzeichen ein Trägersieb und ein mit dem

Trägersieb verbundenes, perforiertes Wasserzeichenblech auf.

Aus der DE 10 2005 045 566 Al ist ein mehrlagiges Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten und dergleichen, bekannt. In eine erste Papierlage ist ein endloses Sicherheitselement eingebracht, welches auf zumindest einer Seite der Papierlage frei zugänglich ist. Die erste Papierlage ist auf der frei zugänglichen Seite des Sicherheitselements von einer zweiten Papierlage abgedeckt.

Die DE 10 2005 032 815 Al betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers für Sicherheits- oder Wertdokumente. Dabei kommt ein Papiersieb zum Einsatz, welches Formelemente aufweist, die durch eine mit dem Papiersieb fest verbundene, linienförmige, beispielsweise durch einen Klebstoff gebildete Verschlussmasse gebildet sind und die während der Blattbildung zur Ausbildung von Dünnstellen und damit von Wasserzeichen in der Papierbahn führen.

Die DE 101 45 782 Al beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Papiersiebs für die Papierherstellung mit Wasserzeichen, bei der auf das Papiersieb eine Verschlussmasse zum Verschließen eines Teilbereichs des Papiersiebs aufgebracht wird. Unter anderem kann vorgesehen sein, die Verschlussmasse mit einer Maske abzudecken, die beispielsweise durch Laserschneiden hergestellt werden kann.

Wenn ein hochwertiges Papier mit einem Wasserzeichen versehen werden soll, so muss hierzu das sogenannte Entwässerungssieb, das auf der Saugwalze der Papiermaschine angebracht ist und an dem sich die Papiermasse in einem kontinuierlichen Prozess ablagert, entsprechend ausgeführt werden. Derartige Wasserzeichen, die häufig bei Sicherheitspapieren, wie beispielsweise Banknoten, Schecks und Aktienpapieren, eingesetzt werden, dienen der Überprüfung der Echtheit und sollen zugleich dem Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.

Im Allgemeinen wird zwischen zweistufigen Wasserzeichen, die einen starken Hell-Dunkel-Effekt aufweisen, und mehrstufigen Wasserzeichen, die weiche Übergänge zwischen Hell und Dunkel und damit eine detailreiche Darstellung von Motiven aufweisen, unterschieden .

Typischerweise werden zweistufige Wasserzeichen durch das Verlöten, Verkleben oder Verschweißen von Metallformteilen oder Metalldrähten mit dem Trägersieb erzeugt. Durch diese Metallformteile wird erreicht, dass in bestimmten Bereichen des Entwässerungssiebs die Anlagerung von Papier behindert wird und sich dünne Stellen im Papier bilden können, welche im Durchlicht betrachtet sehr hell erscheinen.

Dagegen wird bei mehrstufigen Wasserzeichen üblicherweise ein dreidimensionales Relief in das Entwässerungssieb geprägt, wodurch die Papierdicke des mit einem solchen Entwässerungssieb hergestellten Papiers gemäß dem Relief variiert. Eine Erhöhung der Oberfläche des Entwässerungssiebs führt zu einer dünneren Papierschicht und somit zu einer hellen Stelle, während sich durch die Vertiefungen in dem Entwässerungssieb dunkle Stellen ergeben. Mit mehrstufigen Wasserzeichen können auf diese Weise im Durchlicht betrachtet weiche, graduelle Übergänge zwischen helleren und dunkleren Bereichen erzeugt werden.

Zusätzlich zu der obersten Lage, in deren Oberfläche die Erhöhungen und Vertiefungen eingebracht sind, weist das Entwässerungssieb meist auch ein oder mehrere Stützsiebe auf, welche unterhalb des Entwässerungssiebs in Richtung der Saugwalze angebracht sind und zur Abstützung des mit der Prägung versehenen Trägersiebs dienen. Je nach Ausgestaltung des Wasserzeichens weist teilweise auch das Stützsieb die Erhöhungen und Vertiefungen auf.

Nachteilig bei den bekannten Entwässerungssieben mit zweistufi- gen Wasserzeichen ist jedoch das Erfordernis zweier getrennter Arbeitsgänge, von denen insbesondere das Verbinden des Metallformteils mit der Siebstruktur einen sehr hohen Aufwand erfordert. Darüber hinaus kann es beim Verschweißen des Metallformteils mit dem Trägersieb zu Beschädigungen des Siebs kommen, was zusätzlichen Aufwand und eine entsprechende Erhöhung der Kosten nach sich zieht. Auch die Genauigkeit der Verfahren zur Verbindung des Metallformteils bzw. Metalldrahts mit dem Trägersieb ist häufig ungenügend. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorgehensweise besteht außerdem darin, dass sie nur verhältnismäßig einfache Wasserzeichen ermöglicht und bestimmte Bedürfnisse im Hinblick auf die Komplexität derselben nicht erfüllt werden können. Dies gilt auch für mehrstufige Wasserzeichen, die meist ein relativ kompliziertes Herstellungsverfahren erforderlich machen.

Auch die teilweise erforderlichen Stützsiebe tragen dazu bei, dass die bekannten Entwässerungssiebe einen sehr großen Aufwand notwendig machen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Entwässerungssieb für eine Saugwalze einer Papiermaschine zur Herstel- lung von mit Wasserzeichen versehenem Papier zu schaffen, welches mit geringerem Aufwand hergestellt werden kann und dabei große gestalterische Freiheiten ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die Herstellung des Entwässerungssiebs aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Materialschichten ist es möglich, dem Entwässerungssieb sehr komplexe, dreidimensionale Strukturen bzw. Geometrien in nur einem Arbeitsschritt zu verleihen, wobei die sehr hohe Abbildungsgenauigkeit, die erfindungsgemäß erreichbar ist, die Erzeugung eines qualitativ sehr hochwertigen Entwässerungssiebs ermöglicht, insbesondere wenn dreidimensiona^¬ le CAD-Daten zur Konstruktion des Entwässerungssiebs eingesetzt werden.

Ein weiterer großer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Oberfläche des Entwässerungssiebs keine Knoten- punkte aufweist, wie dies bei herkömmlichen Metallsieben der Fall ist, die aus Kett- und Schussfäden bestehen. Dadurch ergibt sich eine sehr glatte Oberfläche des Entwässerungssiebs, wodurch schärfere, vielschichtigere und insbesondere sehr viel feinere Details aufweisende Wasserzeichen hergestellt werden können.

Ein weiterer Vorteil der fehlenden Knotenpunkte auf der Oberfläche des Entwässerungssiebs ist die Tatsache, dass hierdurch die gesamte Oberfläche desselben mit einem Muster versehen werden kann, welches sich als Wasserzeichen in dem hergestellten Papier widerspiegelt, ohne dass es zu störenden Kanten oder dergleichen kommt. Hierbei ist die Beschaffenheit der Oberfläche des Entwässerungssiebs vollkommen unabhängig von dem darauf aufgebrachten Muster.

Wenn das Entwässerungssieb eine solche gleichmäßige Oberfläche aufweist, so führt dies des weiteren zu einem gleichmäßigeren Ablaufen des Wassers von der Oberfläche desselben, im Gegensatz zu der strudelartigen Absaugung des Wassers bei bekannten Ent- Wässerungssieben.

Durch die Herstellung des erfindungsgemäßen Entwässerungssiebs in einem Arbeitsgang kann auf die bislang eingesetzten und sehr arbeitsintensiven Bearbeitungsschritte des Lötens, Klebens, Nä- hens oder Schweißens verzichtet werden, wodurch das Entwässerungssieb nicht nur mit einem sehr viel geringeren Aufwand, sondern auch erheblich kostengünstiger hergestellt werden kann.

Zweistufige Wasserzeichen werden wie oben erwähnt gemäß dem Stand der Technik dadurch wirtschaftlich hergestellt, dass ebene Metallplättchen auf ein ebenes Sieb aufgeschweißt werden. Die Ebenheit ist zum Schweißen zwingend notwendig. Deshalb ist es heute wirtschaftlich nicht möglich, ein zweistufiges Wasserzei- chen in ein mehrstufiges (geprägtes) Wasserzeichen zu integrieren.

Mit der vorliegenden Erfindung ist jedoch eine Kombination ein- und mehrstufiger Wasserzeichen problemlos möglich. Wenn kein geprägtes Element in das erfindungsgemäße Entwässerungssieb integriert wird, so sind keine zusätzlichen Schichten oder ähnliche Zusätze erforderlich.

Ein weiterer erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass alle Sieblagen in einem Arbeitsgang durchgängig, also ohne weitere Verbindungen hergestellt werden können. Dadurch lassen sich sowohl regelmäßige als auch unregelmäßige Muster für das Wasserzeichen erstellen, wodurch die Repro- duktion gegenüber bislang bekannten Wasserzeichen erheblich erschwert und so die Sicherheit des damit hergestellten Papiers in hohem Maße erhöht werden kann. Somit lassen sich durch die erfindungsgemäße Lösung Sicherheitsmerkmale verwirklichen, die mit der bislang eingesetzten Technik noch nicht realisierbar waren.

Insbesondere lassen sich durch das erfindungsgemäße Entwässerungssieb Wasserzeichen mit unterschiedlicher Schärfe darstellen, so dass der mit zwei- oder mehrstufigen Wasserzeichen erreichte Hell-Dunkel-Effekt auch, allerdings auf sehr viel einfa- chere Weise, mit dem erfindungsgemäßen Entwässerungssieb erreichbar ist. Gleichzeitig ist das Entwässerungssieb jedoch nicht auf die graduelle Veränderung der Helligkeit des Wasserzeichens angewiesen, sondern es können beliebige Abstufungen erzeugt werden. Darüber hinaus kann sich das Wasserzeichen vor- teilhafterweise über die gesamte Fläche des Entwässerungssiebs erstrecken, was mit bekannten Lösungen nicht möglich war. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Entwässerungssieb mit den Erhöhungen und den Vertiefungen durch Sintern oder Aufschmelzen einzelner Materialschichten eines pulverförmigen Materials hergestellt ist da hierdurch eine sehr hohe Genauigkeit und eine gute Elastizität des Entwässerungssiebs erreicht werden kann.

Je nach Anwendungszweck kann es vorteilhaft sein, wenn das pul- verförmige Material ein Kunststoffpulver, ein Metallpulver oder ein Keramikpulver aufweist, wobei gegebenenfalls auch Mischungen eingesetzt werden können. Wenn ein Metallpulver als das pulver- förmige Material verwendet wird, so ergibt sich ein härteres Entwässerungssieb, das eine längere Standzeit als ein aus Kunststoff bestehendes Entwässerungssieb aufweist, welches andererseits eine größere Elastizität aufweisen kann.

Ebenso ist es möglich, beispielsweise Kunststoffpulver und Keramikpulver zu mischen. Daraus hergestellte Entwässerungssiebe sind elastisch, weisen aber durch die in Kunststoff eingebetteten Keramikpartikel eine wesentlich höhere Verschleißfestigkeit und somit Lebensdauer auf als die heute bekannten Entwässerungssiebe.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Erhöhungen und/oder Vertiefungen in Form von Mustern, Zeichen oder Kodierungen ausgeführt sind. Besonders vorteilhaft ist, dass hierfür die Oberfläche des Entwässerungssiebs nicht verändert werden muss, so dass das gesamte Entwässerungssieb ein und dieselbe Oberflächenbeschaffenheit besitzt und sich für das sich im Prozess befindliche Wasser und den das Papier bildenden Faserstoff an jedem Punkt auf dem Entwässerungssieb gleiche Strömungsverhältnisse ergeben. Um ein sich beispielsweise über die gesamte Fläche des Papiers erstreckendes Sicherheitsmerkmal zu schaffen, kann in einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass über die Oberfläche des Entwässerungssiebs verteilt mehrere Durchgangslöcher vorgesehen sind.

Hierbei werden besonders gute Ergebnisse erzielt, wenn die Durchgangslöcher einen Durchmesser von mehr als 0,5 mm aufweisen.

Aufgrund seiner einfachen Fertigung kann das Entwässerungssieb sowohl als Rundsieb, als Langsieb als auch als Schrägsieb ausgebildet sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche des Entwässerungssiebs mit einer Beschichtung versehen ist. Durch die Aufbringung einer Be- schichtung auf das Entwässerungssieb können die Eigenschaften der Oberfläche, insbesondere die durch die Oberfläche erzeugte Oberflächenspannung, verändert werden, so dass beispielsweise die Wasserdurchlässigkeit des Entwässerungssiebs verbessert werden kann.

Wenn in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass die Erhöhungen und Vertiefungen so angeordnet sind, dass sie wenigstens eine Hinterschneidung bilden, so lassen sich auf sehr einfache Weise verhältnismäßig scharfkantige Konturen in einer ansonsten diffusen, schwammigen Umgebung erzeugen. Ein derartiges Sicherheitsmerkmal für ein Wasserzei- chen lässt sich mit bislang verwendeten Entwässerungssieben nicht erzeugen. In Anspruch 14 ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Entwässerungssiebs angegeben.

Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht in dem geringen Aufwand, der hierfür erforderlich ist, sowie in der Tatsache, dass die Prozessparameter umfangreich beeinflusst werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die einzelnen Materialschichten durch Sintern oder Aufschmelzen eines pulverförmigen Materi- als hergestellt werden.

Durch die Verwendung eines Laserstrahls zur Sinterung des pul- verförmigen Materials können auch sehr kleine Details sehr exakt dargestellt werden. Des weiteren gewährleistet der Einsatz eines Lasers oder mehrerer Laser zum Sintern des pulverförmigen Materials sehr kurze Bearbeitungszeiten.

Eine Papiermaschine mit wenigstens einer Saugwalze und einem erfindungsgemäßen Entwässerungssieb ergibt sich aus Anspruch 19.

Anspruch 20 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Wasserzeichen versehenem Papier, insbesondere von Dokumenten und/oder Papieren mit Sicherheitsmerkmalen, wie Banknoten, Schecks, Aktienpapieren oder Eintrittskarten, wobei ein erfin- dungsgemäßes Entwässerungssieb verwendet wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig darge- stellt. Es zeigt :

Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur

Herstellung des erfindungsgemäßen Entwässerungssiebs;

Fig. 2 eine sehr schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Entwässerungssiebs;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung nach der Linie III aus Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus Fig. 3; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Her- Stellung von Papier, bei dem das erfindungsgemäße Entwässerungssieb eingesetzt wird.

Fig. 1 zeigt auf sehr schematische Art und Weise ein Verfahren zur Herstellung eines in Fig. 2 ebenfalls sehr schematisch dar- gestellten Entwässerungssiebs 1, das zur Herstellung von mit Wasserzeichen versehenem Papier, insbesondere Banknoten, Schecks, Aktienpapiere, Eintrittskarten oder anderen wertvollen Dokumenten und/oder Papieren mit Sicherheitsmerkmalen, bei denen die Fälschungssicherheit eine Rolle spielt, dient. Zur Herstel- lung des Entwässerungssiebs 1 wird ein pulverförmiges Material 2 auf einer Auflage 3 aufgebracht und mittels einer Rakel oder Walze 4 vollflächig verteilt. Anschließend wird mittels eines durch einen Laser 5 erzeugten Laserstrahls 6 das Werkstück, also das Entwässerungssieb 1, Schicht für Schicht aufgebaut. Der La- ser sintert dabei das pulverförmige Material 2 selektiv an den Stellen, an denen das Entwässerungssieb 1 entstehen soll, wohingegen an den Stellen, an denen Hohlräume verbleiben sollen, kein Sintervorgang stattfindet. Das sich auf diese Weise ergebende Entwässerungssiebe 1 ist trotz der schichtweisen Herstellung einlagig bzw. einteilig, da jede Schicht sich nach der Einwirkung durch den Laserstrahl 6 mit der darunterliegenden verbindet. Nach dem Erzeugen einer Schicht wird eine neue Pulver- Schicht aufgebracht und auf dieselbe Art und Weise, nämlich durch Sintern oder Aufschmelzen, mit der sich darunter befindlichen Schicht verbunden. Auf diese Weise ergibt sich also das in Fig. 4 dargestellte dreidimensionale Produkt, nämlich das Entwässerungssieb 1, direkt aus der Rohmasse, nämlich dem pulver- förmigen Material 2 ohne Zusätze oder dergleichen. Beim Aufbringen der nächsten Pulverschicht kann auf das Entfernen der zuvor nicht verschmolzenen bzw. gesinterten Pulverkörner gegebenenfalls verzichtet werden, wenn der Laserstrahl 6 nur genau eine Schicht-dicke in das Entwässerungssieb 1 eindringt.

Die Dicke einer Schicht kann z. B. 0,03 mm betragen, wodurch sich bei einer Anzahl von 100 Schichten, die nacheinander hergestellt werden, eine Dicke des Entwässerungssiebs 1 von ca. 3 mm ergibt. Die bezüglich der Dicke des Entwässerungssiebs 1 und der einzelnen Schichten angegebenen Werte sind als rein beispielhaft anzusehen und hängen unter anderem von der späteren Verwendung des Entwässerungssiebs 1 ab.

Um den Laserstrahl 6 auf das pulverförmige Material 2 zu lenken, wird im vorliegenden Fall eine Optik 7 eingesetzt. Bei dem Laser 5 kann es sich zum Beispiel um einen Cθ₂~Laser, einen Nd: YAG- Laser oder einen Faserlaser handeln. Des weiteren ist es auch möglich, einen sogenannten gütegeschalteten Laser mit kurzen Pulsen einzusetzen, wobei hierzu eine Vakuumkammer verwendet werden sollte, in der auch Nano-Pulver verarbeitet werden können. Bei einer entsprechenden Größe des Entwässerungssiebs 1 könnten auch mehrere Laser 5 gleichzeitig eingesetzt werden. Für das pulverförmige Material 2 wird vorzugsweise ein Kunststoffpulver, beispielsweise ein Polyamid, ein Polycarbonat, ein Elastomer oder ein anderer geeigneter Kunststoff, ein Metallpulver, ein Keramikpulver oder gegebenenfalls auch eine Mischung daraus eingesetzt. Das Hinzufügen eines Keramikpulvers, insbesondere eines korundhaltigen Pulvers, kann das Verschleißverhalten des aus dem pulverförmigen Material 2 hergestellten Entwässerungssiebs 1 verbessern. Hierbei kann das Keramikpulver entweder vollständig mit dem Metall- oder Kunststoffpulver vermischt werden, es ist jedoch auch möglich, einzelne Schichten des Entwässerungssiebs 1 vollständig aus dem Keramikpulver herzustellen. Insbesondere im Bereich der oberen Schichten kann der Anteil des Keramikpulvers erhöht werden, um die Verschleißeigenschaften des Entwässerungssiebs 1 zu verbessern.

Das pulverförmige Material 2 kann eine Korngröße im Bereich von 20 bis 100 μm aufweisen, so dass sich eine sehr feine Struktur des Entwässerungssiebs 1 ergibt. Gegebenenfalls können in verschiedenen Bereichen des Entwässerungssiebs 1 auch unterschied- liehe Korngrößen eingesetzt werden, um demselben auf diese Weise ein gewisses Muster zu verleihen.

Zur Herstellung des Entwässerungssiebs 1 sollten dessen Geometriedaten dreidimensional vorliegen, wobei aus den vorliegenden CAD-Daten des Entwässerungssiebs 1 durch sogenanntes "Slicen" eine Vielzahl von Schichten erzeugt wird, die dann als Schichtdaten verarbeitet werden.

Beim Sintern des pulverförmigen Materials 2 können die Pulver- körner nur partiell aufgeschmolzen werden, was insbesondere dann Verwendung findet, wenn Kunststoff- oder Metallpulver eingesetzt werden. Die einzelnen Pulverkörner verschmelzen dabei nur an der Oberfläche miteinander, ergeben aber dennoch ein einteiliges Endprodukt. Im Falle der Verwendung von Kunststoffpulver ist auch ein vollständiges Aufschmelzen der Pulverkörner möglich, gegebenenfalls auch ohne dass ein Bindemittel verwendet wird. Hierbei sollte darauf geachtet werden, dass ein Material verwen- det wird, welches in seinem gesinterten bzw. durch Aufschmelzen verbundenen Zustand eine ausreichende Elastizität aufweist, um den an das Entwässerungssieb 1 während seines Einsatzes gestellten Anforderungen gerecht zu werden.

Ein auf die beschriebene Art und Weise hergestelltes Entwässerungssieb 1 ist in den Figuren 2, 3 und 4 äußerst schematisch dargestellt. Insbesondere in Fig. 2 ist erkennbar, dass das Entwässerungssieb 1 in mehrere Abschnitte 8 unterteilt ist, mit denen später Banknoten, Schecks, Aktienpapiere, Eintrittskarten oder andere hochwertige Papierprodukte hergestellt werden. Das Entwässerungssieb 1 kann in Druckbogengröße hergestellt und das in Form eines Druckbogens erzeugte Papierprodukt kann nach der Herstellung entsprechend zugeschnitten werden. Um das Entwässerungssieb 1 in Druckbogengröße herzustellen, kann es erforder- lieh sein, dass mehrere einzelne Teile desselben hergestellt und miteinander verbunden werden. Alternativ zu der Darstellung in Fig. 2 kann in einer nicht dargestellten Ausführungsform auch eine kleinere Produktionsfläche für das herzustellende Produkt eingesetzt werden, beispielsweise in der Größe von zwei Bankno- ten, was eine günstigere Herstellung ermöglicht. Auch die Herstellung eines endlosen Bandes des Papierprodukts ist, insbesondere bei Eintrittskarten, problemlos möglich. Die Ränder der einzelnen Teile des Entwässerungssiebs 1 können in diesem Fall mit zueinander komplementären Konturen in der Art einer Verzah- nung oder ähnlich einem Puzzle ausgeführt werden, um ein einfaches Zusammenfügen derselben zu gewährleisten. Zur Herstellung dieser Konturen kann gegebenenfalls ein Stanzverfahren oder auch das Schneiden mittels eines geeigneten Lasers vorgesehen sein. Die Ränder der einzelnen Teile des Entwässerungssiebs 1 sollten möglichst so gelegt werden, dass sie zwischen den Abschnitten 8 liegen, mit denen später die Banknoten, Schecks, Aktienpapiere oder dergleichen hergestellt werden. Bei einem durchaus denkba- ren gleichzeitigen Einsatz mehrere Laser 5 kann das Entwässerungssieb 1 auch über seine ganze Fläche aus einem Teil ohne Nahtstellen hergestellt werden.

In Fig. 3 ist erkennbar, dass jeder Abschnitt 8 einen Wasserzei- chenbereich 9 aufweist, der, wie aus Fig. 4 hervorgeht, Erhöhungen 10 und Vertiefungen 11 in einer Oberfläche 12 des Entwässerungssiebs 1 aufweist und bei dem Endprodukt das Wasserzeichen bildet. Die Erhöhungen 10 und die Vertiefungen 11 befinden sich also in bzw. auf der Oberfläche 12 des Entwässerungssiebs 1. Zur Bildung des Wasserzeichens sind die Erhöhungen 10 und/oder die Vertiefungen 11 insbesondere in Form von Mustern, Zeichen oder Kodierungen ausgeführt.

Zusätzlich sind im vorliegenden Fall über die Oberfläche 12 des Entwässerungssiebs 1 mehrere Durchgangslöcher 13 verteilt angeordnet, die so ebenfalls ein Wasserzeichen auf dem mittels des Entwässerungssiebs 1 hergestellten Papier erzeugen. Der Durchmesser der Durchgangslöcher 13 beträgt im vorliegenden Fall mehr als 0,5 mm. Die maximale Größe der Durchgangslöcher 13 richtet sich unter anderem nach der Faserlänge des Papierstoffs und sollte so gewählt werden, dass eine Beschädigung der Papierbahn vermieden wird. Die Durchgangslöcher 13 können annährend beliebig über das Entwässerungssieb 1 verteilt angeordnet sein, wobei zum Erreichen einer höheren Fälschungssicherheit auch Durch- gangslöcher 13 mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder in ungleichmäßiger Verteilung vorgesehen sein können. An den Stellen, an denen sich die Durchgangslöcher 13 befinden, ergeben sich ab einer bestimmten Größe der Durchgangslöcher 13 in dem hergestellten Papier dunkle Stellen.

In nicht dargestellter Weise kann die Oberfläche 12 des Entwäs- serungssiebs 1 mit einer Beschichtung versehen sein, die die O- berflächeneigenschaften des Entwässerungssiebs 1 verbessert. Beispielsweise haben sich Polytetrafluorethylen (PTFE) -haltige oder silikonhaltige Beschichtungen als vorteilhaft erwiesen, um die Ablösbarkeit der Papierbahn von der Oberfläche des Entwässe- rungssiebs 1 zu gewährleisten. Eine solche Beschichtung kann beispielsweise durch Sprühen auf die Oberfläche 12 des Entwässerungssieb 1 aufgebracht werden.

Wie in dem Schnitt gemäß Fig. 4 erkennbar ist, sind die Erhöhun- gen 10 und die Vertiefungen 11 auf der Oberfläche 12 des Entwässerungssiebs 1 teilweise so angeordnet, dass sie Hinterschnei- dungen bilden, wobei im vorliegenden Fall lediglich eine Hinter- schneidung 14 dargestellt ist, die eine besonders scharfe Kante innerhalb des Wasserzeichens auf dem hergestellten Produkt er- zeugen kann. Auch in diesem Fall ist das Entwässerungssieb 1 jedoch einteilig ausgeführt. Zur Herstellung der Hinterschneidung 14 kann gegebenenfalls vorgesehen sein, ein Einlegeteil, welches von dem Laserstrahl 6 nicht aufgeschmolzen wird, in das herzustellende Entwässerungssieb 1 einzulegen, um die jeweilige Schicht des pulverförmigen Materials 2 in einer Ebene zu halten. Hierbei kann es sich z. B. um eine Metallfolie oder dergleichen handeln. Die Hinterschneidung 14 sollte eine ausreichend große Höhe aufweisen, damit sie problemlos herstellbar ist.

Fig. 5 zeigt einen Teil einer in ihrer Gesamtheit nicht dargestellten Papiermaschine, nämlich eine Saugwalze 15, die mit dem Entwässerungssieb 1 versehen ist und mit der in an sich bekannter Weise aus einem Faserstoff bzw. Faserbrei 16 eine Papierbahn 17 als das oben beschriebene Endprodukt erzeugt wird. Innerhalb der Saugwalze 15 herrscht dabei ein Unterdruck, der den Faserstoff 16 auf das Entwässerungssieb 1 zieht, so dass sich derselbe auf dem Entwässerungssieb 1 ablagert. Das in dem Faserstoff 16 vorhandene Wasser wird dagegen in die mit nicht dargestellten Perforationen versehene Saugwalze 15 eingesaugt. Der Wasserzeichenbereich 9 der einzelnen Abschnitte 8 des Entwässerungssiebs 1 ist dabei so ausgebildet, dass sich an den Mustern, Zeichen oder Kodierungen bei der Blattbildung dort Fasern ablagern, so dass die Vertiefungen 11 im späteren Wasserzeichen dunkle Stellen erzeugen. Umgekehrt ergibt sich an der Stelle einer Erhöhung 10 ein dünnerer Bereich in der mit dem Entwässerungssieb 1 hergestellten Papierbahn 17, der dann zu einer helleren Stelle führt. In die mit dem Entwässerungssieb 1 hergestellte Papier- bahn 17 können auch Sicherheitsmerkmale, wie Sicherheitsfäden oder dergleichen, sowie Computerchips oder ähnliches eingebracht werden, um die Fälschungssicherheit derselben zu erhöhen.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Entwässerungssieb 1 als Rundsieb ausgebildet, es wäre jedoch auch möglich, dasselbe als Langsieb oder als Schrägsieb auszubilden. In jedem Fall lässt sich das Entwässerungssieb 1 sehr einfach an die jeweilige Saugwalze oder den sogenannten Stoffauflauf der Papiermaschine anpassen, da es in einer annähernd beliebigen Größe hergestellt werden kann.

Alternativ zu der beschriebenen Herstellung des Entwässerungssiebs 1 mittels Sintern bzw. Aufschmelzen des pulverförmigen Materials 2 wäre es auch möglich, das Entwässerungssieb 1 durch Aufspritzen eines geeigneten Materials, beispielsweise eines flüssigen, schnell trocknenden Kunststoffs, auf eine Oberfläche herzustellen. In diesem Fall würde eine entsprechende Ausgabevorrichtung für den flüssigen Kunststoff über die Fläche des herzustellenden Entwässerungssiebs 1 fahren und Schicht für Schicht dessen Kontur erzeugen. Auch auf diese Weise könnte ein einteiliges Entwässerungssieb 1 hergestellt werden, wobei das Verfahren möglicherweise kostengünstiger als durch das oben be- schriebene Lasersintern bzw. -aufschmelzen durchgeführt werden könnte. Allerdings können mittels Lasersintern bzw. - aufschmelzen hergestellte Entwässerungssiebe 1 mit einer möglicherweise höheren Elastizität als bei einer solchen Herstellung mittels Kunststoffspritzen erzeugt werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung des Entwässerungssiebs 1 könnte darin bestehen, mehrere, sehr dünne Materiallagen aufeinander zu legen. Zuvor könnte jede einzelne Materiallage, beispielsweise mit einem Laserstrahl, mit der erforderlichen Kontur versehen werden, um dann ein dreidimensionales Gebilde zu erzeugen, welches im Gegensatz zu den oben beschriebenen Lösungen jedoch nicht einteilig wäre. Als Materialien für ein solches Verfahren könnten beispielsweise Kunststofffolien oder gegebenenfalls auch geeignete Papiermaterialien verwendet werden. Die Hö- he der einzelnen Schichtdicke ergibt dabei, multipliziert mit der Anzahl der Schichten, die Höhe des Entwässerungssiebs 1. Insbesondere im Falle von Kunststofffolien wäre es möglich, einseitig oder auch doppelseitig klebende Folien zu verwenden, die beim Aufeinanderlegen selbständig miteinander verkleben. Insbe- sondere am äußeren Rand könnte zusätzlich ein Beschnitt erfolgen, um die letztendliche Kontur des Entwässerungssiebs 1 zu erzeugen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Entwässerungssieb für eine Saugwalze einer Papiermaschine zur Herstellung von mit Wasserzeichen versehenem Papier, insbesondere zur Herstellung von Dokumenten und/oder Papieren mit Sicherheitsmerkmalen, wie Banknoten, Schecks, Aktienpapieren oder Eintrittskarten, wobei die Oberfläche des Entwässerungssiebes mit Erhöhungen und Vertiefungen zur Erzeugung des Wasserzeichens versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Entwässerungssieb (1) mit den Erhöhungen (10) und den Vertiefungen (11) aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Materialschichten hergestellt ist.

2. Entwässerungssieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Entwässerungssieb (1) mit den Erhöhungen (10) und den Vertiefungen (11) durch Sintern oder Aufschmelzen einzelner Materialschichten eines pulverförmigen Materials (2) herge- stellt ist.

3. Entwässerungssieb nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das pulverförmige Material (2) ein Kunststoffpulver auf- weist.

4. Entwässerungssieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das pulverförmige Material (2) ein Metallpulver aufweist.

5. Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das pulverförmige Material (2) ein Keramikpulver aufweist.

6. Entwässerungssieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Entwässerungssieb (1) mit den Erhöhungen (10) und den Vertiefungen (11) durch Aufspritzen einzelner Materialschichten auf eine Oberfläche hergestellt ist.

7. Entwässerungssieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Entwässerungssieb (1) mit den Erhöhungen (10) und den Vertiefungen (11) durch Aufeinanderlegen und Verkleben einzelner Materialschichten hergestellt ist.

8. Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Erhöhungen (10) und/oder Vertiefungen (11) in Form von Mustern, Zeichen oder Kodierungen ausgeführt sind.

9. Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass über die Oberfläche (12) des Entwässerungssiebs (1) verteilt mehrere Durchgangslöcher (13) vorgesehen sind.

10. Entwässerungssieb nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Durchgangslöcher (13) einen Durchmesser von mehr als 0,5 mm aufweisen.

11. Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Entwässerungssieb (1) als Rundsieb, Langsieb oder Schrägsieb ausgebildet ist.

12. Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Oberfläche (12) des Entwässerungssiebs (1) mit einer Be- Schichtung versehen ist.

13. Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Erhöhungen (10) und Vertiefungen (11) so angeordnet sind, dass sie wenigstens eine Hinterschneidung (14) bilden.

14. Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungssiebs für eine Saugwalze einer Papiermaschine zur Herstellung von mit Wasserzeichen versehenem Papier, insbesondere zur Herstellung von Dokumenten und/oder Papieren mit Sicherheitsmerkmalen, wie Banknoten, Schecks, Aktienpapieren oder Eintrittskarten, wobei die Oberfläche des Entwässerungssiebs mit Erhöhungen und Vertiefungen zur Erzeugung des Wasserzeichens versehen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Entwässerungssieb (1) mit den Erhöhungen (10) und den Vertiefungen (11) durch sequentielles Aufbringen und Verbinden einer Vielzahl von Materialschichten hergestellt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die einzelnen Materialschichten durch Sintern oder Aufschmelzen eines pulverförmigen Materials (2) hergestellt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das pulverförmige Material (2) mittels eines Laserstrahls (6) gesintert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die einzelnen Materialschichten durch Aufspritzen eines Materials auf eine Oberfläche hergestellt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die einzelnen Materialschichten durch Aufeinanderlegen und Verkleben miteinander verbunden werden.

19. Papiermaschine mit wenigstens einer Saugwalze, welche mit einem Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13 versehen ist.

20. Verfahren zur Herstellung von mit Wasserzeichen versehenem Papier, insbesondere von Dokumenten und/oder Papieren mit Sicherheitsmerkmalen, wie Banknoten, Schecks, Aktienpapieren oder Eintrittskarten, wobei ein Entwässerungssieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verwendet wird.