Fenstersicherheitsfaden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitspapiers mit Fenster sicherheitsfaden.

Sicherheitspapiere oder Wertdokumente werden zur Absicherung oft mit Echtheitsmerkmalen, wie Wasserzeichen, eingebetteten Sicherheitsfäden und dergleichen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Sicherheits- papiers oder Wertdokuments gestatten und die zugleich als Schutz vor uner laubter Reproduktion dienen. In der Vergangenheit haben sich dabei Echtheitsmerkmale bewährt, die nur während der Herstellung in das Sicherheitspapier eingebracht werden kön nen, wie etwa in das Sicherheitspapier vollständig oder teilweise eingebette te Sicherheitsfäden. Dabei werden Sicherheitsfäden, die weder vollständig auf eine Oberfläche eines Sicherheitspapiers aufgebracht, noch vollständig in das Sicherheitspapier eingebettet sind, als Fenstersicherheitsfäden bezeich net. Diese sind teilweise derart in das Sicherheitspapier eingebettet, dass sie an einer oder beiden gegenüberliegenden Oberflächen des Sicherheitspa piers nur in bestimmten Fensterbereichen (nachfolgend auch Fadenfenster genannt) sichtbar sind.

In Bronzesieben werden solche Fadenfenster herkömmlich mittels hochge prägter Stege erzeugt. In der Regel handelt es sich bei den Stegen um recht eckige Hochprägungen in Form eines Plateaus. Die Breite des Plateaus dient als sogenannte Wobbelzone für den Sicherheitsfaden, deren Breite von der Breite des Fadens abhängt. Während der Papierproduktion wird der Faden auf das Rundsieb mit den Hochprägungen gebracht und auf diesen hin und her verlegt, so dass die verlegten Fäden später im Papierstapel nicht genau übereinander zu liegen kommen, sondern eine Verteilung der Fäden zu bei den Seiten erreicht wird. Eine solche sogenannte Fadenwobblung ist uner lässlich um sicherzustellen, dass die Bögen und Stapel eine ausreichend gute Planlage aufweisen um am Querschneider, beim Drucken, beim Nutzen schneiden und an der Cutpack verarbeitbar zu sein.

Werden nicht-rechteckige Fensterformen verwendet, führt die Fadenwobb lung allerdings oft zu einer verschlechterten Planlage und zu stark unter schiedlichen und nicht klar definierten Fensterkonfigurationen. Für eine sinnhafte Ergänzung muss die Wobbelzone zudem im Designmotiv berück sichtigt werden, was große Einschränkungen bei der Motivfindung zur Folge hat.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitspapiers mit Fenstersicher heitsfaden anzugeben, mit denen auch nicht-rechteckige, insbesondere mo tivförmige Fadenfenster vorteilhaft genutzt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche ge löst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung stellt ein Rundsieb einer Rundsieb-Papiermaschine zur Her stellung von Sicherheitspapier mit einem teilweise eingebetteten Fenstersi- cherheitsfaden bereit, wobei das Rundsieb bei der Papierherstellung eine Papiermasse in Form einer Faser-Wasser-Suspension aus einer Bütte schöpft. Das Rundsieb enthält einen Produktionssiebmantel mit einer Umfangsrich tung und einer dazu senkrechten Querrichtung, welcher entlang der Um- fangsrichtung mit einer Mehrzahl von erhabenen Fadenfensterelementen versehen ist, auf denen der Fenster sicherheitsfaden bei der Papierherstellung aufliegt um lokal die Anlagerung von Faser-Wasser-Suspension zur Erzeu gung von Fadenfenstem zu unterdrücken. Erfindungsgemäß ist dabei vorge sehen, dass die Fadenfensterelemente mit einer entlang des Umfangs perio dischen Versetzung in Querrichtung angeordnet sind, wobei der Rundsiebumfang Ru ein ganzzahliges Vielfaches der Versetzungsperiode P ist.

Bevorzugt ist der Rundsiebumfang Ru dabei gleich der Versetzungsperiode P oder dem Doppelten der Versetzungsperiode P. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass das Verhältnis des Rundsiebumfangs zur Versetzungsperiode Ru/P drei oder mehr beträgt, allerdings ist eine korrekte Fadenführung bei großen Verhältnissen technisch aufwendiger, so dass die genannten kleine- ren Verhältnisse von 1, 2, oder 3 derzeit bevorzugt sind. Besonders vorteil haft beträgt das Verhältnis 1, ist der Rundsiebumfang Ru also gleich der Ver setzungsperiode P.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist für jeden auf dem Produktionssiebmantel vorgesehenen Nutzen zumindest ein Fadenfens terelement vorgesehen. Die Fadenfensterelemente können auch mit anderen Siebelementen, beispielsweise herkömmlichen Wasserzeichenprägungen, Wasserzeicheneinsätzen oder E-Typen kombiniert sein.

Zumindest einige dieser anderen Siebelemente weisen in vorteilhaften Ge staltungen dieselbe periodische Versetzung wie die Fadenfensterelemente auf und sind daher stets mit diesen gepassert auf dem Sicherheitspapier an geordnet. Eine solche Anordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Siebelemente in immittelbarer Nachbarschaft zu den Fadenfensterelementen oder dem Fenstersicherheitsfaden angeordnet sind und/oder mit den Faden- fensterelementen in Sinnzusammenhang stehen und beispielsweise auf diese bezogene oder diese ergänzende Informationen darstellen.

In weiteren, ebenfalls vorteilhaften Gestaltungen sind zumindest einige die ser anderen Siebelemente ohne Versetzung angeordnet und sind daher zum äußeren Umriss des geschnittenen Sicherheitspapiers gepassert. Eine solche Anordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Siebelemente deutlich, beispielsweise einige Zentimeter, von den Fadenfensterelementen und dem Fenstersicherheitsfaden beabstandet angeordnet sind und/ oder nicht mit den Fadenfensterelementen in Sinnzusammenhang stehen.

Die Fadenfensterelemente können zumindest teilweise durch Hochprägun- gen im Produktionssiebmantel gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kön nen die Fadenfensterelemente zumindest teilweise durch Wasserzeichenein- sätze, insbesondere spritzgegossene Wasserzeicheneinsätze gebildet sein. Solche Wasserzeicheneinsätze zur Herstellxmg hochauflösender Wasserzei- chen sind beispielsweise in den Druckschriften EP 2895310 Al und EP 2899 312 Al näher beschrieben, deren Offenbarung insoweit in die vorliegenden Anmeldung auf genommen wird.

Die Fadenfensterelemente sind vorzugweise nicht-rechteckig, insbesondere motivförmig ausgebildet.

In vorteilhaften Gestaltungen wird die Anlagerung von Faser-Wasser- Suspension nicht in allen Bereichen vollständig unterdrückt, sondern in Teilbereichen auch nur teilweise unterdrückt. Die Fadenfensterelemente erzeugen dann bei der Papierherstellung Wasserzeichen, bei denen der Si cherheitsfaden in einigen Teilbereichen, nämlich den Teilbereichen mit voll ständiger Unter drückung der Faseranlagerung, an der Oberfläche des Pa- piers verläuft, während er in anderen Teilbereichen im Inneren des Papiers verläuft. Besonders vorteilhaft enthalten die Fadenfensterelemente zumin dest einen Teilbereich, in dem Anlagerung von Faser- Wasser-Suspension vollständig unterdrückt wird und zumindest einen Teilbereich, in dem An lagerung von Faser-Wasser-Suspension nur teilweise unterdrückt wird.

Die Fadenfensterelemente sind vorteilhaft mit einer sinusförmigen oder ei- ner dreieckförmigen Versetzung entlang des Umfangs angeordnet.

Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zur Flerstellung eines Sicherheits papiers für die Herstellung von Sicherheitsdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten oder dergleichen, mit einem Fenstersicherheitsfaden, der in das Sicherheitspapier eingebettet wird und an mindestens einer Öffnung im Sicherheitspapier an zumindest eine der Oberflächen des Sicherheitspapiers geführt wird, wobei ein Rundsieb einer Rundsieb-Papiermaschine eine Pa piermasse in Form einer Faser-Wasser-Suspension aus einer Bütte schöpft, und wobei das Rundsieb einen Produktionssiebmantel mit einer Umfangs richtung und einer dazu senkrechten Querrichtung enthält, welcher entlang der Umfangsrichtung mit einer Mehrzahl von erhabenen Fadenfensterele menten versehen ist, auf denen der einzubettende Sicherheitsfaden bei der Papierherstellung aufliegt um lokal die Anlagerung von Faser-Wasser- Suspension zur Erzeugung von Fadenfenstem zu unterdrücken. Erfin- dungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Fadenfensterelemente mit einer entlang des Umfangs periodischen Versetzung in Querrichtung angeordnet sind, wobei der Rundsiebumfang Ru ein ganzzahliges Vielfaches der Verset zungsperiode P ist.

Der einzubettende Sicherheitsfaden wird dabei vorteilhaft in der Rundsieb- Querrichtung synchron zur Umdrehung des Rundsiebs hin- und her bewegt. Bevorzugt wird der einzubettende Sicherheitsfaden in der Rundsieb- Querrichtung pro Umdrehung des Rundsiebs n mal hin- und her bewegt wird, wobei n= Ru/P das ganzzahlige Verhältnis von Rundsiebumfang und Versetzungsperiode darstellt. Wie weiter oben erläutert, ist n insbesondere gleich 3, gleich 2, oder, besonders bevorzugt, gleich 1.

Besonders bevorzugt wird bei dem Verfahren ein Rundsieb der oben be- schriebenen Art eingesetzt. Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nach folgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die An schaulichkeit zu erhöhen. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Rundsieb-Papiermaschine nach einem Aus führungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 schematisch einen Teil des Produktionssiebmantels des Rund siebs der Fig. 1,

Fig. 3 in (a) und (b) zwei mit dem Rundsieb der Figuren 1 und 2 her gestellte Sicherheitspapiernutzen mit unterschiedlicher hori zontaler Position des Fadenfensters und entsprechend unter schiedlicher horizontaler Position des Fenstersicherheitsfadens, Fig. 4 schematisch die durch die Faden- und Fensterwobbelung ver besserte Planlage mehrerer übereinanderliegender Papierbo gen, Fig. 5 ein Sicherheitspapier mit schrägen Fadenfenstern nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 6 ein Sicherheitspapier mit einem Fadenfenster in Form eines

W asserzeichens.

Die Erfindung wird nun am Beispiel der Flerstellung von Sicherheitspapier für Banknoten mit Fenstersicherheitsfaden erläutert. Figur 1 zeigt hierzu schematisch eine Rundsieb-Papiermaschine 10 mit einem Rundsieb 12, das in eine Faser-Wasser-Suspension 14 in einer Bütte 16 eintaucht. Bei der Blattbil- düng wird ein endloser Sicherheitsfaden 22 als Fenstersicherheitsfaden in die Papierbahn 20 eingebettet. Dazu läuft der Sicherheitsfaden 22 vor dem Ein tauchen in die Faser-Wasser-Suspension 14 auf Höcker 18 des Rundsiebs 12 auf.

Bei der so hergestellten Papierbahn 20 liegt der Sicherheitsfaden 22 grund sätzlich in einer inneren Ebene des Papiers, wobei allerdings an den Berüh rungsflächen des Sicherheitsfadens 22 mit den Höckern 18 keine Papierfa sern aus der Faser-Wasser-Suspension 14 angelagert werden, so dass dort Fenster entstehen, an denen der Sicherheitsfadens 22 an der Oberfläche des Papiers hervortritt.

Um sicherzustellen dass die verlegten Fäden später im Papierstapel nicht genau übereinander zu liegen kommen, wird der einzubettende Sicherheits faden 22 während der Papierproduktion in der Rundsieb-Querrichtung, die in der Darstellung der Fig. 1 senkrecht auf der Papierebene steht, hin- und her bewegt.

Wie weiter oben erläutert, verläuft der Sicherheitsfaden dabei herkömmlich auf rechteckigen Höckern hin und her, so dass die Breite der Höcker eine sogenannte Wobbelzone für den Faden bildet.

Um allerdings auch Fadenfenster mit komplexeren Formen einsetzen zu können, sind die Höcker 18 erfindungsgemäß durch erhabene Fadenfens- terelemente 34 gebildet, die entlang des Umfangs des Rundsiebs 12 mit einer periodischen Versetzung in Rundsieb-Querrichtung Q angeordnet sind.

Das Prinzip ist anhand der Fig. 2 erläutert, die schematisch einen Teil des Produktionssiebmantels 30 des Rundsiebs 12 in Umfangsrichtung U und Rundsieb-Querrichtung Q zeigt. Die Positionen der Vielzahl von Bankno tennutzen 32 sind mit gestrichelten Linien eingezeichnet. Es versteht sich, dass ein realer Produktionssiebmantel 30 eine wesentlich größere Zahl von Nutzen in Umfangsrichtung enthält und dass auch die Versetzung der Fa denfensterelemente 34 in der Realität meist kleiner ist als hier zu Illustration gezeigt.

Entlang der Umfangsrichtung U des Produktionssiebmantels 30 sind nun jeweils eine Mehrzahl von erhabenen Fadenfensterelementen 34 angeordnet, auf denen der Sicherheitsfaden 22 bei der Papierherstellung aufliegt. Die Fadenfensterelemente 34 sind erfindungsgemäß mit einer entlang des Um fangs U periodischen Versetzung in Querrichtung Q angeordnet, wobei der Rundsiebumfang Ru ein ganzzahliges Vielfaches der Versetzungsperiode P ist, also Ru = n*P gilt, mit einer natürlichen Zahl n, insbesondere n=l, 2 oder 3. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der besonders bevorzugte Fall n=l und eine sinusförmige Versetzung 36 illustriert, bei der die Versetzungsperiode P gerade dem Rundsiebumfang Ru entspricht. Die Versetzungsamplitude A kann beispielsweise 15 mm betragen. Auf diese Weise werden die Faden- fenster 40 (Fig. 3) nicht an derselben horizontalen Position innerhalb der Nutzen 32 erzeugt, sondern ihre Position wobbelt mit der Versetzungsperio de P und der Amplitude A hin- und her. Bei der Papierherstellung wird nun die Bewegung des Fadengestänges zur Erzeugung der Fadenwobblung mit der Umdrehung des Rundsiebes 12 syn chronisiert und der Einsatzpunkt und die Frequenz so gewählt werden, dass der Sicherheitsfaden 22 während der Einbettung genau auf den Fadenfens terelementen 34 zu liegen kommt. Im hier gezeigten Fall n=l wird der Si- cherheitsfaden 22 in der Rundsieb-Querrichtung genau einmal pro Umdre hung des Rundsiebs hin- und her gewobbelt. Es versteht sich, dass im allge meinen Fall der einzubettende Sicherheitsfaden in der Rundsieb- Querrichtung pro Umdrehung des Rundsiebs n mal hin- und her bewegt wird, wobei n= Ru/P das ganzzahlige Verhältnis von Rundsiebumfang und Versetzungsperiode ist.

Die durch diese synchrone Faden- und Fensterwobblung erzeugte Wirkung ist in Fig. 3 illustriert, die in (a) und (b) zwei mit dem Rundsieb der Figuren 1 und 2 hergestellte Sicherheitspapiernutzen 42A, 42B mit unterschiedlicher horizontaler Position F _A , F _B des Fadenfensters 40 und entsprechend unter schiedlicher horizontaler Position des Fenstersicherheitsfadens 22 zeigt. Da die Fadenwobbelung mit der Versetzungsperiode P der Fadenfensterelemen te 34 synchronisiert ist, liegt der Fenstersicherheitsfaden 22 in den Nutzen 42A, 42B an derselben Stelle innerhalb des Fadenfensters 40, auch wenn die Position des Fadenfensters 40 zusammen mit dem Faden 22 innerhalb der Nutzen variiert.

Für den Betrachter ist die registergenaue Ausrichtung von Fadenfenster 40 und Faden 22 wesentlich auffälliger und bedeutender als die kleinen Unter schiede in der relativen Lage der Fadenfenster 40 zwischen verschiedenen Nutzen 42A, 42B.

Die Sicherheitspapiernutzen 42A, 42B der Fig. 3 weisen neben dem Faden- fenster 40 jeweils noch zwei weitere Wasserzeichen 44, 46 mit unterschiedli cher relativer Ausrichtung zu den Fadenfenstem 40 bzw. den Kanten 48 der Nutzen auf. Die Wasserzeichen 44, die in unmittelbarer Nähe zum eingebet- teten Sicherheitsfaden 22 angeordnet sind, weisen dieselbe periodische Ver setzung wie die Fadenfensterelemente 40 auf. Dadurch bleibt die relative Position von Fadenfenstem 40, Sicherheitsfaden 22 und Wasserzeichen 44 in den Nutzen 42A, 42B trotz der Fadenwobbelung gleich und das Erschei nungsbild der Wasserzeichen 44 wird durch die Fadenwobbelung nicht ver ändert oder beeinträchtigt. Auch können die Wasserzeichen 44 und die Fa denfenster 40 in Sinnzusammenhang stehen und beispielsweise einander ergänzende oder aufeinander bezogenen Informationen darstellen, da ihr gemeinsames Erscheinungsbild in allen Nutzen 42A, 42B gleich ist.

Die Wasserzeichen 46 sind andererseits weit von dem Fadenfenster 40 und dem Sicherheitsfaden 22 entfernt und werden von der Fadenwobbelung oh nehin nicht beeinträchtigt. Zudem ist bei den Wasserzeichen 46 deren Lage relativ zu den naheliegenden Kanten 48 der Nutzen 42A, 42B für den Be trachter wesentlich auffälliger als die Position relativ zum Sicherheitsfaden 22 und dem Fadenfenster 40. Die Wasserzeichen 46 sind daher unversetzt in allen Sicherheitspapiernutzen an derselben Position bezogen auf die Nut- zenkanten 48 angeordnet.

Figur 4 illustriert schematisch die durch die Faden- und Fensterwobbelung verbesserte Planlage mehrerer übereinander liegender Papierbogen 50. Zur Illustration ist eine Ausgestaltung gezeigt, bei der der Rundsiebumfang Ru gleich der Versetzungsperiode P ist und bei der in Umfangrichtung des Rundsiebs zwei Bogen hintereinander liegen. Es versteht sich, dass in der Praxis meist eine größere Zahl von Bogen, beispielsweise 4, 5, 6, 8 oder 10 Bogen in Umfangrichtung eines Rundsiebs hintereinanderliegen.

Die sinusförmige Versetzungen der Fäden 22 und der zugehörigen Fenster 40 sind für zwei übereinander hegende Papierbogen schematisch einge- zeichnet, für den ersten Papierbogen mit einer durchgezogen Linie (Verset- zung 52) und für den zweiten Papierbogen mit einer gestrichelten Linie (Versetzung 54). Für weitere darüber liegende Papierbogen wiederholen sich die gezeigten Lagen. Ebenfalls gezeigt ist die Versetzungsamplitude A. Es ist deutlich zu erkennen, wie sich der Faden 22 und die Fenster 40 durch die Wobblung nebeneinander legen. Eine Verdickung beim Stapeln der Papier- bogen ergibt sich nur noch im Kreuzungsbereich 56, der aber sehr kurz ge halten werden kann. Da im Ausführungsbeispiel zwei Bogen in Umfangrich- tung des Rundsiebs hintereinander liegen, weisen die Fadenfenster 40 und die Sicherheitsfäden 22 in jedem Bogen gerade die Hälfte einer sinusförmi gen Versetzungsperiode auf. Liegen in der Praxis beispielsweise sechs Bogen in Umfangrichtung des Rundsiebs hintereinander, so zeigen die Fadenfens ter und die Sicherheitsfäden in jedem Bogen gerade ein Sechstel einer sinus förmigen Versetzungsperiode. Übereinanderliegende Positionen von Fäden 22 und Fenstern 40 wiederholen sich dann nur alle sechs Bogen. Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein Sicherheitspa- pier 60 mit schrägen Fadenfenstern 62 versehen ist. Herkömmlich würde der Fenstersicherheitsfaden 22 durch die Wobbelung innerhalb von positionsfi- xierten Fenstern 62 eine beliebige Lage zwischen dem linken Fensterrand 64 und dem rechten Fensterrand 66 einnehmen und damit in der Nähe der Randlagen 64, 66 einen zu geringen Abstand zur oberen bzw. unteren No- tenkante 68 aufweisen.

Durch die erfindungsgemäße Synchronisation der Fadenwobblung und Fensterwobblung ist dagegen sichergestellt, dass sich der Faden 22 unab- hängig von seiner konkreten horizontalen Position auf dem Sicherheitspa pier 60 stets in der Mitte der Fenster 62 und damit in ausreichendem Ab stand von den Notenkanten 68 befindet.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist das Fadenfenster des Sicherheits papiers 70 in Form eines Wasserzeichens 72 ausgebildet, bei welchem der eingebettete Sicherheitsfaden 22 in einigen Teilbereichen an der Oberfläche des Papier 70 verläuft, während er in anderen Teilbereichen im Inneren des Papiers eingebettet ist.

Herkömmlich muss bei solchen Gestaltungen berücksichtigt werden, dass die Position des Sicherheitsfadens 22 innerhalb einer Wobbelzone W schwankt und sich daher unterschiedliche und teilweise nicht verwendbare Kombinationen von Fadenposition und Wasserzeichenmotiv ergeben. Erfin dungsgemäß wird nun die Position des Wasserzeichens 72 als Fadenfenster in gleicher Weise wie die Faden wobbelung verändert, so dass sich eine Syn chronisation von Fadenwobblung und Fensterwobblung ergibt. Dadurch ist sichergestellt, dass sich der Sicherheitsfaden 22 unabhängig von seiner kon kreten vertikalen Position auf dem Sicherheitspapier 70 stets in der ge- wünschten Position relativ zu dem Motiv des Wasserzeichens 72 befindet. Konkret verläuft der Sicherheitsfaden 22 der Fig. 6 aufgrund der synchronen Faden- und Fenster wobblung stets in derselben Höhe H durch die Segel des Schiffmotivs 72.

Es versteht sich, dass die beschriebenen Fensterfadenelemente 34 verschie dene Formen haben können. Die Fadenfensterelemente 34 können insbeson dere sowohl durch eine Prägung im Produktionssiebmantel als auch durch einen im Siebmantel angeordneten Wasserzeicheneinsatz gebildet sein. Der Sicherheitsfaden 22 kann dabei schmäler, gleich breit oder breiter als die

Fensterfadenelemente 34 sein, wobei sich im letzteren Fall die Form der Ele mente 34 auf dem Faden abbilden können.

Bezugszeichenliste

10 Rundsieb-Papiermaschine 12 Rundsieb

14 Wasser-Faser-Suspension 16 Bütte

18 Höcker

20 Papierbahn

22 Sicherheitsfaden

30 Produktionssiebmantels 32 Banknotennutzen

34 Fadenfensterelemente 36 Versetzung

40 Fadenfenster

42A, 42B Sicherheitspapiernutzen 44 Wasserzeichen

46 W asserzeichen

50 Papierbogen

52, 54 Versetzungen

56 Kreuzungsbereich

60 Sicherheitspapier

62 schräge Fadenfenster

64, 66 Fensterrand

68 Notenkanten

70 Sicherheitspapier

72 Fadenfenster - Wasserzeichen U Umfangsrichtung

Q Rundsieb-Querrichtung FA, FB Position der Fadenfenster

H Höhe