Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, Papiersieb und Formelement für Papiersieb

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers für Sicherheits- oder Wertdokumente, das zumindest eine durchgehende öffnung mit charakteristischen Unregelmäßigkeiten im Randbereich aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Papiersieb für die Herstellung derartigen Sicherheitspapiers sowie ein Formelement zum Einsatz in einem sol- chen Papiersieb.

Sicherheitspapiere oder Wertdokumente werden zur Absicherung oft mit verschiedenen Echtheitsmerkmalen ausgestattet, die eine überprüfung der Echtheit des Sicherheitspapiers oder Wertdokuments gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.

Im Sinne der Erfindung bezeichnet dabei der Begriff „Sicherheitspapier" das unbedruckte Papier, das üblicherweise in quasi endloser Form vorliegt und zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet wird. Als „Wertdokument" wird ein Dokument bezeichnet, das für seinen bestimmungsgemäßen

Gebrauch fertig gestellt ist. Wertdokumente im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungs- gefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Pro- duktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Die vereinfachte Benennung „Sicherheitspapier" oder „Wertdokument" schließt im Folgenden alle derartigen Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.

Die Druckschrift WO 95/10420 beschreibt ein Wertdokument, in das nach seiner Herstellung eine durchgehende öffnung gestanzt wird, die anschlie-

ßend mit einer die öffnung allseits überragenden Abdeckfolie einseitig verschlossen wird. Die Abdeckfolie ist zumindest in einem Teilbereich transparent, so dass beim Versuch, das Wertdokument zu kopieren, der Untergrund durchscheint und vom Kopiergerät entsprechend wiedergegeben wird. Auf diese Weise können Fälschungen leicht erkannt werden. Allerdings kann die durch Ausstanzen erzeugte öffnung von einem Fälscher ebenso erzeugt werden. Die Farbkopie eines echten Wertdokuments weist zwar den transparenten Bereich nicht mehr auf, dieser Bereich kann jedoch nachträglich analog zum echten Wertdokument ausgestanzt und mit einer passenden Ab- deckfolie erneut verschlossen werden. Derartige Fälschungen sind nur schwer zu erkennen.

Zur Abhilfe ist in der Druckschrift WO 03/054297 vorgeschlagen worden, bereits während der Papierherstellung eine durchgehende öffnung zu er- zeugen. Eine derartige, bei der Blattbildung erzeugte öffnung weist im

Randbereich charakteristische Unregelmäßigkeiten auf, die am fertigen Papier nachträglich nicht herstellbar sind. Die Unregelmäßigkeiten zeigen sich insbesondere durch das Fehlen einer scharfen Schnittkante bzw. durch unregelmäßiges Anlagern von Fasern im Randbereich und durch in die öffnung ragende Einzelfasern. Derart erzeugte öffnungen haben einen ähnlich hohen Sicherheitswert wie ein bei der Papierherstellung erzeugtes Wasserzeichen oder ein bei der Papierherstellung eingebetteter Sicherheitsfaden.

Allerdings schwanken solche bei der Papierherstellung erzeugte öffnungen oft in ihrer Qualität und sind nicht einfach reproduzierbar herzustellen.

Teilweise besteht auch die Gefahr, dass Faserbündel die öffnung zu Teil verschließen.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Verfahren die hohe Fälschungssicherheit der bei der Papierherstellung erzeugten öffnungen mit hoher Reproduzier- barkeit bei der Herstellung verbinden.

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

Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art

- auf einem Papiersieb eine Papierbahn mit Dünnstellen in Form des Umrisses der gewünschten Gestalt der zumindest einen durchgehenden öffnung gebildet, und

- die Papierbahn nach der Blattbildung entwässert, wobei der von den Dünnstellen begrenzte Bereich durch die auftretenden Kräfte aus der Papierbahn herausgelöst wird.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, die unregelmäßig berandete öffnung nicht durch eine vollständige Verdrängung des Faserstoffes bereits bei der Blattbildung zu erzeugen, sondern vielmehr bei der Blattbildung zunächst nur den Umriss der gewünschten Gestalt der öffnung im Form von Dünnstellen in der Papierbahn anzulegen. Die Papierbahn weist in diesen Bereichen dann nur eine geringe initiale Festigkeit auf, so dass mit den

Dünnstellen Sollbruchstellen in die Papierbahn eingebracht werden, mittels derer der umschlossene Bereich im nachfolgenden Entwässerungsschritt aus der noch feuchten Papierbahn herausgetrennt werden kann.

Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, bei denen die gewünschten öffnungen durch vollflächige Verdrängung des Faserstoffes erzeugt werden, weist das jetzt vorgeschlagene Verfahren eine geringere Anfälligkeit gegenüber Schwankungen bei der Blattbildung und gegenüber Veränderungen der öffnungsform durch die Beweglichkeit des noch nassen Faserstoffes auf, so dass die gewünschten öffnungen sehr kontrolliert und reproduzierbar eingebracht werden können. Mithilfe dieses Verfahrens können insbesondere unregelmäßig berandete öffnungen mit komplexen Umrissformen erzeugt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Papierbahn auf einem Papiersieb mit aufgebrachten linienf örmigen Formelementen gebildet, die während der Blattbildung zur Ausbildung der Dünnstellen in der Papierbahn führen. Die linienf örmigen Formelemente bilden dabei bevorzugt eine im Wesentlichen geschlossene Kurve. „Im Wesentlichen geschlossen" bedeutet dabei, dass die von den Formelementen gebildete Kurve vollständig geschlossen sein kann, oder auch einzelne Kurvenabschnitte mit dazwischen liegenden kleinen Zwischenstegen enthalten kann, durch die das Herauslösen des von den Kurvenabschnitten umschlos- senen Bereichs nicht verhindert wird. Ebenso können auch einzelne Kurvenabschnitte völlig faserfrei bleiben, wobei der von den Dünnstellen und faserfreien Bereichen umschlossene Bereich noch mit der feuchten Papierbahn verbunden ist und erfindungsgemäß im Entwässerungsschritt aus der Papierbahn herausgetrennt wird.

Die Formelemente sind mit Vorteil durch auf das Papiersieb aufgebrachte linienförmige Metall- oder Kunststoffformteile gebildet. Die Formteile können beispielsweise auf das Papiersieb aufgelötet, aufgeschweißt oder aufgeklebt sein.

Bei einer anderen, ebenfalls bevorzugten Variante sind die Formelemente durch eine mit dem Papiersieb fest verbundene linienförmige Verschlussmasse gebildet. Als Verschlussmasse bieten sich insbesondere Stoffe an, die sich im zähen Zustand auf das Papiersieb aufbringen lassen und die sich nach einem aktiven oder passiven Aushärtvorgang fest mit dem Papiersieb verbinden.

Beispielsweise kann die Verschlussmasse durch einen auf Epoxid-Harz basierenden Klebstoff, eine thermisch ausgehärtete Lotpaste oder einen UV- gehärteten Klebstoff gebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein UV-härtender Klebstoff zunächst großflächig auf das Papiergewebe aufgetragen und dann über eine Maske in gewünschten Bereichen mit UV- Strahlung beaufschlagt und ausgehärtet. Der nicht ausgehärtete Teil des Klebstoffs wird ausgewaschen, so dass ein Formelement aus UV-gehärteter Verschlussmasse mit der gewünschten Form entsteht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Details sind in der Druckschrift WO 03/025281 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.

Um eine sichere und reproduzierbare Auslösung des umschlossenen Bereichs zu gewährleisten, weisen die linienf örmigen Formelemente bevorzugt eine Strichstärke zwischen 0,3 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,5 mm und 3 mm auf. Die Höhe der linienf örmigen Formelemente liegt vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 2 mm, und insbesondere zwischen 0,8 mm und 1,5 mm. Es versteht sich, dass die optimalen Werte für die Strichstärke und Höhe je nach der gewünschten Unregelmäßigkeit des Randverlaufs, der Größe des Motivs oder den Eigenschaften der Papiermasse durch Vergleichsversuche ermittelt werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform bilden die linienförmigen Formelemente und damit die erzeugte öffnung eine Gestalt mit einem komplexen Umriss, insbesondere ein graphisches Motiv, wie beispielsweise ein Blumen- oder Blattmotiv, oder eine kompliziertere geometrische Form, wie etwa einen mehrzackigen Stern.

Bei dem Papiersieb handelt sich mit besonderem Vorteil um ein Papiersieb für eine Rundsiebmaschine.

Die Dünnstellen werden bei der Blattbildung vorzugsweise mit nur wenigen übereinander liegenden Fasern erzeugt. Dies stellt sicher, dass die erzeugten Formen bei der Abnahme der Papierbahn vom Sieb einerseits nicht verrutschen können, dass andererseits aber die Festigkeit der Dünnstellen außerordentlich gering ist, so dass sie beim nachfolgenden Entwässerungsschritt als Sollbruchstellen wirken.

Die zumindest eine öffnung ist zweckmäßig auf zumindest einer Seite des Sicherheitspapiers mit einem Folienelement verschlossen. In manchen Gestaltungen ist die öffnung sogar auf beiden Seiten mit einer Folie verschlos- sen.

Auch wenn es vorstehend für ein Papiersubstrat beschrieben wurde, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für alle Substrate mit wässriger Blattbildung aus natürlichen oder synthetischen Faserstoffen, wie etwa Baum- wollkämmlingen, Zellstoffen, Fasern aus organischen oder anorganischen Kunststoffen, sowie deren Abmischungen.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß-

stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote aus einem Sicherheitspapier nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Teilbereich einer Papiermaschine zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitspapiers,

Fig.3 eine Aufsicht auf einen Ausschnitt des Papiersiebs der Papiermaschine von Fig. 2 mit einem aufgelöteten Metallformteil,

Fig.4 eine Aufsicht auf die vom Papiersieb abgehobene und mithilfe des Metallformteils der Fig. 3 mit Dünnstellen versehene Papierbahn,

Fig.5 einen Querschnitt durch die Papierbahn von Fig. 4 entlang der

Linie V-V, und

Fig. 6 einen Querschnitt der Papierbahn von Fig. 5 nach dem Herauslösen des von den Dünnstellen begrenzten Bereichs.

Die Erfindung wir nun am Beispiel eines Sicherheitspapiers für eine Banknote erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einer durchgehenden öffnung 12, die durch einen transparenten Folienstreifen 16 verschlossen ist. Die durchgehende öffnung 12 wurde dabei

während der Herstellung des für die Banknote 10 verwendeten Sicherheitspapiers erzeugt und weist einen faserigen, unregelmäßigen Randbereich 14 auf. Ein solcher Rand 14 ist charakteristisch für bereits bei der Blattbildung hergestellte öffnungen und kann nicht nachträglich durch Stanzen oder Schneiden des Papiers erzeugt werden.

Um derartige öffnungen 12 mit komplexeren Umrissformen, wie etwa dem in Fig. 1 gezeigten Sternmotiv, reproduzierbar herstellen zu können, wird erfindungsgemäß wie nachfolgend beschrieben vorgegangen.

Fig. 2 zeigt zunächst einen Teilbereich einer Rundsiebpapiermaschine 20, wie sie für die Herstellung von Sicherheitspapieren eingesetzt wird. Fig.3 zeigt eine Aufsicht auf einen Ausschnitt des Rundsiebs 22 der Papiermaschine 20. Die Rundsiebpapiermaschine 20 umfasst neben dem Rundsieb 22 eine Ab- nahmerolle 24, über die ein Abnahmefilz 26 gespannt ist. Um die öffnungen 12 zu erzeugen, sind auf Rundsieb 22 linienförmige Metallformteile 28 gelötet, die eine geschlossene Kurve in Form des Umrisses der zu erzeugenden öffnung, beispielsweise des Sternmotivs 12 der Fig. 1, bilden.

Beim Eintauchen des Rundsiebs 22 in die Papiermasse 30 wird die Blattbildung im Bereich der Metallformteile 28 lokal behindert. Wie in der Aufsicht auf die erzeugte Papierbahn 32 der Fig.4 und dem Querschnitt der Fig. 5 zu erkennen, werden auf diese Weise in der Papierbahn 32 Dünnstellen 34 in Gestalt der Metallformteile 28 und damit in Gestalt des gewünschten Umris- ses erzeugt.

Die Höhe der linienf örmigen Metallformteile 28 ist dabei so gewählt, dass im Bereich der Dünnstellen 34 nach der Blattbildung nur wenige Fasern übereinander liegen, jedoch kein durchgehendes Loch in der Papierbahn erzeugt

wird. Im Bereich der Dünnstellen 34 hat die Papierbahn daher nur eine geringe anfängliche Festigkeit, so dass die Dünnstellen 34 Sollbruchstellen darstellen. Andererseits ist die Papierbahn auch im Bereich der Dünnstellen 34 durchgehend, so dass die von diesen gebildete Umrissform bei der Abnahme der noch nassen Papierbahn von dem Rundsieb 22 nicht verrutscht.

Nach der Blattbildung wird die Papierbahn 32 in der Pressenpartie entwässert. Während dieses Vorgangs wirken Kräfte senkrecht zur Papierbahnausdehnung (Pfeil 36), die den von den als Sollbruchstellen wirkenden Dünn- stellen 34 begrenzten inneren Bereich aus der noch feuchten Papierbahn heraustrennen. Es entsteht eine durchgehende öffnung 12 mit charakteristischen Randunregelmäßigkeiten 38 (Fig. 6), deren Gestalt durch die von den Dünnstellen 34 gebildete Umrisskontur und damit durch die Gestalt der Metallformteile 28 bestimmt ist.

Auf diese Weise wird die Kontur der öffnung 12 in der weiterlaufenden Papierbahn reproduzierbar erzeugt, ohne von Schwankungen in der Blattbildung und der inhärenten Beweglichkeit des nassen Faserstoffes negativ be- einflusst zu werden.

Im Ausführungsbeispiel der Fig.3 weisen die Metallformteile 28 eine Strichstärke von 2 mm und eine Höhe von 1 mm auf. Es versteht sich, dass je nach der gewünschten Unregelmäßigkeit des Randverlaufs, der Größe des Motivs oder den Eigenschaften der Papiermasse auch andere Werte für die Strich- stärke oder die Formteilhöhe infrage kommen. Auch können die Formteile 28 statt aus Metall auch aus einem harten Kunststoff gefertigt werden, oder sie können durch eine im zähen Zustand auf das Sieb aufgebracht und nachfolgend ausgehärtete Verschlussmasse gebildet sein.