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Title:
DEVICE FOR PRODUCING A MULTIPLE-LAYER SECURITY PAPER WITH CUT-OUTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/086476
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for producing a security paper, wherein a first wet end (1) of a papermaking machine forms a first paper web and optionally provides it with individualizing features, such as an opening, an endless security element or a watermark, and a second wet end (2) of a papermaking machine forms a second paper web. A suction device removes paper fibres from the first and/or second paper web in the still wet state at at least one location, preferably in register with the optionally present individualizing features of the first paper web. Subsequently, the second paper web is combined with and connected fixedly to the first paper web via a pick-up conveyor (8). According to the invention, the suction device has an endless belt (9) made from a wire-like fabric or with a closed surface, wherein the endless belt has at least one cut-out in register with the at least one location, at which the paper fibres are to be removed from the paper web in the still wet state. The endless belt is tensioned on at least two positionally adjustable guide rolls (3). A suction roll (4) or a suction box (7) is arranged on that side of the endless belt which lies opposite the paper web, wherein the suction roll or the suction box generates a vacuum and extracts the paper fibres through the cut-outs of the belt.

Inventors:
TANTSCHER ALEXANDER (DE)
SPIEGEL ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/003636
Publication Date:
June 12, 2014
Filing Date:
December 02, 2013
Export Citation:
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Assignee:
GIESECKE & DEVRIENT GMBH (DE)
International Classes:
D21F1/44; D21F11/00; D21F11/08
Domestic Patent References:
WO2006099971A22006-09-28
Foreign References:
FR2891761A12007-04-13
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, wobei

- eine erste Nasspartie einer Papiermaschine eine erste Papierbahn bildet und gegebenenfalls mit Individualisierungsmerkmalen, wie einer Öffnung, einem endlosen Sicherheitselement oder einem Wasserzeichen, versieht,

- eine zweite Nasspartie einer Papiermaschine eine zweite Papierbahn bildet,

- eine Saugvorrichtung aus der ersten und/ oder zweiten Papierbahn im noch feuchten Zustand an mindestens einer Stelle Papierfasern entfernt, vorzugsweise im Register zu den gegebenenfalls vorhandenen Individualisierungsmerkmalen der ersten Papierbahn,

- über ein Abnahmeband die zweite Papierbahn mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und fest verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Saugvorrichtung ein endloses Band aus einem siebartigen Gewebe oder mit einer undurchlässigen Oberfläche aufweist,

- das endlose Band mindestens eine Aussparung im Register mit der mindestens einen Stelle aufweist, an der die Papierfasern aus der Papierbahn im noch feuchten Zustand entfernt werden sollen,

- das endlose Band auf mindestens zwei in ihrer Position verstellbare Leitwalzen gespannt ist,

- eine Saugwalze oder ein Saugkasten auf der Seite des endlosen Bandes angeordnet ist, die der Papierbahn gegenüberliegt,

- die Saugwalze oder der Saugkasten einen Unterdruck erzeugt und die Papierfasern absaugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spritzrohr auf der Seite des endlosen Bandes angeordnet ist, auf der sich die Papierbahn befindet, wobei das Spritzrohr Flüssigkeit auf die Papierbahn sprüht.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Band aus einem siebartigen Gewebe, das beispielsweise aus Kunststoff, Kupfer, Bronze oder anderen geeigneten Materialien besteht, oder aus einem Material mit einer undurchlässigen Oberfläche, beispielsweise aus Gummi, Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien, besteht.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Fasern des siebartigen Gewebes am Rand jeder einzelnen Aussparung miteinander verbunden sind, beispielsweise verschweißt, verklebt oder verlötet sind.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Aussparungen mit E-Typen und/ oder Spritzgussnäpfchen ausgestattet ist.

Description:
Vorrichtung zur Herstellung eines mehrlagigen Sicherheitspapiers mit Aussparungen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitspa- piers, wobei eine erste Nasspartie einer Papiermaschine eine erste Papierbahn bildet und gegebenenfalls mit Individualisierungsmerkmalen, wie einer Öffnung, einem endlosen Sicherheitselement oder einem Wasserzeichen, versieht, und eine zweite Nasspartie einer Papiermaschine eine zweite Papierbahn bildet. Eine Saugvorrichtung entfernt aus der ersten und/ oder zweiten Papierbahn im noch feuchten Zustand an mindestens einer Stelle Papierfasern, vorzugsweise im Register zu den gegebenenfalls vorhandenen Individualisierungsmerkmalen der ersten Papierbahn. Anschließend wird über ein Abnahmeband die zweite Papierbahn mit der ersten Papierbahn zusammengeführt und fest verbunden.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2006/ 099971 A2 bekannt. WO 2006/099971 A2 betrifft eine Papiermaschine, in der eine erste Papierlage mit einem Gegenstromrundsieb und eine zweite Papierlage mit einem Kurzformer erzeugt werden. Die beiden Papierlagen werden im Be- reich einer Abnahmewalze zusammengeführt und miteinander vergautscht. Zwischen die Papierlagen wird ein am Gegenstromrundsieb zugeführter Sicherheitsfaden oder ein Sicherheitsband eingebracht. Mittels einer zwischen Kurzformer und Gegenstromrundsieb angeordneten ersten Saugeinrichtung können Öffnungen in die zweite Papierlage (Kurzformerlage) ein- gebracht werden. Falls gewünscht, können mithilf e einer optionalen zweiten Saugeinrichtung, die nach dem Zusammenführungspunkt der beiden Papierlagen angeordnet ist, auch Öffnungen in die erste Papierlage (Gegen- stromrundsieblage) eingebracht werden. Die Saugvorrichtung ist gemäß einer ersten Ausführungsform der

WO 2006/099971 A2 als Lochblechwalze ausgeführt, die eine Blechtrommel in Papierbahnbreite aufweist. In die Blechtrommel sind Bohrungen in einer gewünschten Anordnung und Größe eingebracht, wobei die Blechtrommel mit einem Vakuumsauganschluss versehen ist. Die Lochblechwalze ist drehbar gelagert und in kleinem Abstand zum Abnahmefilz angeordnet, auf dem die zweite Papierbahn zur Andruckrolle geführt wird. Der Umfang der Blechtrommel entspricht der Länge eines Druckbogens und steht damit im Register zum ersten Rundsieb. Darüber hinaus wird die Lochblechwalze im Register zum ersten Rundsieb angetrieben, um die Registerhai tigkeit aufrechtzuerhalten. Über den Vakuumsauganschluss und Bohrungen können Papierfasern aus der zweiten Papierbahn abgesaugt werden, so dass sich neue Effekte im Register zur ersten Papierbahn verwirklichen lassen. Die WO 2006/ 099971 A2 führt jedoch weiterhin aus, dass bei beengten räumlichen Verhältnissen die Lochblechwalze nur einen kleinen Durchmesser aufweisen kann, so dass die Berührungsfläche an die Kurzformerlage und damit die Zeit zur Absaugung der Papierfasern ebenfalls klein sein wird. Als Lösung schlägt die WO 2006/099971 A2 vor, die Absaugeinrich- tung nicht rund zu gestalten, sondern in Trapez- oder Dreiecksform auszubilden, wobei eine Seite des Trapezes oder Dreiecks mit der Papierbahn zusammenwirkt. Hierbei ist eine Vielzahl von einzelnen Absaugformen auf einem flexiblen Grundmaterial befestigt, das über eine Kette angetrieben wird. Nachteilig an dieser Absaugeinrichtung ist jedoch, dass aufgrund der Komplexität eine Vielzahl einzelner Komponenten zusammenwirken muss.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und eine weitere konkrete Ausgestaltung einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitspapiers anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches ge- löst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß weist die Saugvorrichtung ein endloses Band aus einem siebartigen Gewebe oder mit einer geschlossenen Oberfläche auf, wobei das endlose Band mindestens eine Aussparung im Register mit der mindestens einen Stelle aufweist, an der die Papierfasern aus der Papierbahn im noch feuchten Zustand entfernt werden sollen. Das endlose Band ist auf mindestens zwei in ihrer Position verstellbare Leitwalzen gespannt. Eine Saugwalze oder ein Saugkasten ist auf der Seite des endlosen Bandes angeordnet, die der Papierbahn gegenüberliegt, wobei die Saugwalze oder der Saugkasten einen Unterdruck erzeugt und die Papierfasern durch die Aussparungen des Bandes absaugt.

Erfindungsgemäß werden somit in das endlose Band Aussparungen bzw. Löcher geschnitten, die im Abstand wie die Fenster der späteren fertigen Banknote angeordnet sind.

Bevorzugt besteht das endlose Band aus einem siebartigen Gewebe, das aus Kunststoff, Kupfer, Bronze oder anderen geeigneten Materialien besteht. Al- ternativ besteht das endlose Band aus einem undurchlässigen Material, beispielsweise aus Gummi, Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens ein Spritzrohr auf der Seite des endlosen Bandes angeordnet, auf der sich die Papierbahn be- findet. Das Spritzrohr sprüht hierbei eine Flüssigkeit auf die Papierbahn, so dass Faserstoff durch die Aussparungen bzw. Löcher des endlosen Bandes von der Absaugapparatur in die Saugwalze bzw. den Saugkasten befördert wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die einzelnen Fasern des siebartigen Gewebes am Rand jeder einzelnen Aussparung miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, verklebt oder verlötet, um die mechanische Stabilität des Sieb- bzw. Lochgewebes nicht zu beeinträchtigen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens eine der Aussparungen mit E-Typen und/ oder Spritzgussnäpfchen ausgestattet.

E-Typen sind beispielsweise zur Herstellung von Wasserzeichen bei Rundsiebpapiermaschinen aus dem Stand der Technik bekannt. Spritzgussnäpf- chen zum Einsetzen in Aussparungen eines Rundsiebs sind beispielsweise aus DE 10 2012 014 894 AI bekannt. Diese E-Typen und/ oder Spritzgussnäpfchen werden in die Aussparung eingesetzt, so dass eine mechanische Stabilisierung des Randes der Aussparungen in dem endlosen Band oder auch eine Strukturierung innerhalb der Aussparung möglich ist.

Erfindungsgemäß entsteht somit ein Rundsiebschlauch mit ausgeschnittenen Löchern, wobei der Abstand der Aussparungen bzw. Löcher voneinander dem Abstand der auf der fertigen Banknote angeordneten Fenster entspricht. Dieser so behandelte Rundsiebschlauch wird auf eine Vorrichtung gespannt, wobei in den Ausführungsbeispielen bzw. den Figurenbeschreibungen zwei verschiedene Ausführungsformen dieser Vorrichtung exemplarisch dargestellt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise für Sicherheitselemente verwendet werden, wie sie aus WO 2006/018171 A2 bekannt sind. WO 2006/018171 A2 betrifft hierbei ein Sicherheitselement zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten und dergleichen mit einem transparenten oder transluzenten Träger. Hierbei ist der transparente oder transluzente Träger mit einem Echtheitskennzeichen versehen, das im

Durchlicht einen ersten optischen Eindruck vermittelt und im Auflicht vor einem vorbestimmten und leicht zugänglichen Hintergrund einen zweiten optischen Eindruck vermittelt, der sich von dem ersten optischen Eindruck signifikant unterscheidet.

Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise auch für die gezielte Absaugung einer Lage Papier zur Erzeugung eines sogenannten„ Pendelf adens", dessen Oberfläche in Teilbereichen vollständig in das Substrat eingebettet und mit Papier überdeckt ist und in anderen Teilbereichen an einer Seite nicht mit Papier überdeckt und somit an die Oberfläche des Substrats geführt ist.

Ein Sicherheitspapier im Sinne dieser Erfindung ist das unbedruckte Papier, das üblicherweise in quasi endloser Form vorliegt und zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet wird.

Mehrlagiges Sicherheitspapier enthält zumindest eine Lage aus Papier. Die weiteren Lagen können ebenfalls aus Papier, aber auch aus anderen Materia- lien, beispielsweise durch Kunststofffolien, gebildet sein. Das Sicherheitspapier besteht besonders bevorzugt aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird. Bevorzugt kann das Substrat auch aus Papier aus anderen natürlichen Fasern, ebenso bevorzugt aus Synthesefasern, d.h. einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern oder ebenso bevorzugt aus mindestens einer Kunststofffolie bestehen. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid, beispielsweise einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch ein Substrat aus Papier bedeckt.

Angaben zum Gewicht des verwendeten Substrats sind beispielsweise in der Schrift DE 10243 653 A9 angegeben, deren Ausführungen diesbezüglich vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen werden. Die Schrift DE 10243 653 A9 führt insbesondere aus, dass die Papierschicht üblicherweise ein Gewicht von 50 g/ m 2 bis 100 g/ m 2 aufweist, vorzugsweise von 80 g/m 2 bis 90 g/m 2 . Selbstverständlich kann je nach Anwendung jedes geeignete Gewicht eingesetzt werden.

Wertdokumente, für die ein derartiges Sicherheitspapier verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsge- fährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Die vereinfachte Benennung Sicherheitspapier oder Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein. Ein Sicherheitselement im Sinne dieser Erfindung ist bevorzugt ein endloses Sicherheitselement, das beispielsweise durch einen Sicherheitsfaden oder ein breites Sicherheitsband gebildet sein kann. Sicherheitsfäden weisen dabei eine Breite von 2 mm oder weniger, zumeist von etwa 1 mm auf. Breitere endlose Sicherheitselemente werden auch als Sicherheitsbänder bezeichnet. Sie weisen insbesondere eine Breite von 4 mm bis 20 mm, teilweise sogar bis zu 30 mm auf. Während die schmäleren Sicherheitsfäden meist in die erste Papierlage eingebettet sind, teilen die breiten Sicherheitsbänder typischerweise die erste Papierlage in zwei Teile, so dass sie auf beiden Seiten der Papierlage sichtbar und zugänglich sind. Dabei wird in den Randbereichen des Sicherheitsbands mit Vorteil ein charakteristischer Büttenrand ausgebildet, der durch Schneiden oder Stanzen nicht nachzubilden ist. Das Sicherheitselement kann auch mit einem Kleber in der ersten Papierlage befestigt sein. Das endlose Sicherheitselement kann darüber hinaus mit optisch variablen Effekten, insbesondere mit einer Beugungsstruktur, einem Hologramm, ei- nem Farbkippeffekt oder einem anderen Interferenzschichteffekt, ausgestattet sein. Es kann auch mit einem Druckbild, insbesondere Positiv- oder Negativschriftzeichen, versehen sein.

Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und den ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wieder. Insbesondere ent- sprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.

Im Einzelnen zeigen schematisch:

Fig. l eine Doppelrundsieb-Papiermaschine mit einer erfindungsgemäßem Saugvorrichtung in Form einer Saugwalze zwischen den beiden Rundsieb-Papiermaschinen, Fig. 2 eine Doppelrundsieb-Papiermaschine mit einer erfindungsgemäßem Saugvorrichtung in Form einer Saugwalze nach der zweiten Rundsieb-Papiermaschine,

Fig. 3 eine Doppelrundsieb-Papiermaschine mit einer erfindungsgemäßem Saugvorrichtung in Form eines Saugkastens zwischen den beiden Rundsieb-Papiermaschinen,

Fig. 4 eine Doppelrundsieb-Papiermaschine mit einer erfindungsgemäßem Saugvorrichtung in Form eines Saugkastens nach der zweiten Rundsieb-Papiermaschine, und einen erfindungsgemäßes endloses Band aus einem siebartigen Gewebe. Fig. 1 bis 4 zeigen in schematischer Darstellung jeweils eine Doppelrundsieb- Papiermaschine, wie sie bei der Herstellung von Sicherheitspapier eingesetzt wird. Die Papiermaschine enthält zwei Rundsieb-Papiermaschinen 1 und 2, die über einen Abnahmesieb 8 miteinander in Verbindung stehen. Die Rund- sieb-Papiermaschine 1 stellt hierbei die erste Nasspartie der Papiermaschine dar und wird auch als Kurzformer bezeichnet, die Rundsieb-Papiermaschine 2 stellt die zweite Nasspartie der Papiermaschine dar.

Eine erfindungsgemäße Saugvorrichtung kann entweder gemäß Fig. 1 oder Fig. 3 zwischen den beiden Rundsieb-Papiermaschinen 1 und 2 oder gemäß Fig. 2 oder Fig. 4 nach der zweiten Rundsieb-Papiermaschine 2 angeordnet sein.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel besteht die Saugvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 aus einer Saugwalze 4. Die Saugwalze befindet sich hierbei innerhalb eines endlosen Bandes 9 aus einem siebartigen Gewebe. Das endlose Band 9 wird durch mindestens zwei in der Position verstellbare Leitwalzen 3 mechanisch gespannt, so dass er straff über die Leitwalzen 3 und die Saugwalze 4 verläuft. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Siebkonditio- nierung 6 aus mehreren Reinigungsspritzrohren und mehreren Rohrsaugern, die das endlose Band 9 reinigen und von Papierfasern oder Rückständen befreien.

Die Saugwalze besteht aus einem gelochten Walzenkörper und im Inneren einem durch Dichtleisten abgedichteten Saugkasten. Der Saugkasten ist verdrehbar, somit kann die optimale Saugposition eingestellt werden. Derartige Saugwalzen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise von der Fa. Voit. An die Saugwalze wird ein Unterdruck angelegt, durch wel- chen dann die Entfernung der Papierfasern durch das perforierte Siebgewebe erfolgt.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich gemäß Fig. 3 und 4 innerhalb des endlosen Bandes 9 anstatt der Saugwalze 4 ein Rohrsauger bzw. Saugkasten 7 sowie ansonsten dieselben Bauelemente, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Der Saugkasten ist an der Berührungsstelle des siebartigen Gewebes oder Bandes geschlitzt. Der Saugkasten wird mit einem Unterdruck beaufschlagt, durch welchen dann die Entfernung der Papierfasern durch das perforierte Siebgewebes in den Schlitz des Saugers erfolgt. Derartige Saugkästen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise von den Firmen Wefa- press, IBS etc.

Die Konstruktion beider Ausführungsbeispiele wird in das schon mit einem Abnahmesieb 8 beladene Transfersieb (nach Kurzformer bzw. nach Gautsch- walze oder geeignete Stelle) geschwenkt, so dass sich ein konvergierender bzw. zusammenlaufender Spalt zwischen Abnahmesieb 8 und endlosem Band 9 ergibt. In diesem Spalt wird die Papierbahn entwässert und gelangt gleichzeitig in die Zone der Saugwalze 4 bzw. des Saugkastens 7.

Über der Saugwalze 4 bzw. dem Saugkasten 7 wird ein Spritzrohr 5 positioniert, das eine Flüssigkeit durch das Abnahmesieb 8 spritzt und dabei den Faserstoff durch die Löcher 10 des endlosen Bandes 9 von der Absaugapparatur in die Saugwalze 4 bzw. den Saugkasten 7 befördert.

Danach läuft das Abnahmesieb 8 weiter, wobei das mit Löchern versehene Papier über einen Rohrsauger am Abnahmesieb 8 festgehalten wird. Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes endloses Band 9, in das Aussparungen bzw. Löcher 10 eingebracht sind. Die Anordnung dieser Löcher 10 entspricht hierbei den Löchern, die sich in dem Endprodukt, beispielsweise einer Banknote oder einem Bogen von Banknoten befinden.

Das Band 9 ist als endloses siebartiges flächiges Gewebe bzw. undurchlässiges Gefüge ausgeführt. Als Bandmaterialien können geeignete Metalle bzw. Legierungen oder Kunststoffe eingesetzt werden.

Die Ausführung der Löcher 10 muss derart gestaltet sein, dass die Kanten der Löcher 10 klar abgegrenzt sind, so dass sich keinerlei Fasern ablagern können. Zur Verbesserung der Kantenschärfe können die oben erwähnten E-Typen bzw. Spritzgussnäpfchen zum Einsatz kommen.

Bezugszeichenliste

1 Rundsieb-Papiermaschine

2 Rundsieb- Papiermaschine

3 Leitwalzen

4 Saugwalze

5 Spritzrohr

6 Siebkonditionierung

7 Saugkasten

8 Abnahmesieb

9 endloses Band aus einem siebartigen Gewebe

10 Aussparungen bzw. Löcher