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Dokumentenidentifikation DE69318185T2 03.12.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0705367
Titel EINE METHODE ZUR HERSTELLUNG VON SICHTBAREN KONTINUIERLICHEN STREIFEN UND/ODER ABGEGRENZTEN FELDERN IN PAPIER
Anmelder Aktiebolaget Tumba Bruk, Tumba, SE
Erfinder SUNDBERG, Tore, S-147 82 Tumba, SE
Vertreter Vossius & Partner GbR, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69318185
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, NL, PT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 09.11.1993
EP-Aktenzeichen 939248902
WO-Anmeldetag 09.11.1993
PCT-Aktenzeichen SE9300949
WO-Veröffentlichungsnummer 9411577
WO-Veröffentlichungsdatum 26.05.1994
EP-Offenlegungsdatum 10.04.1996
EP date of grant 22.04.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.12.1998
IPC-Hauptklasse D21H 21/40
IPC-Nebenklasse D21F 11/00   B44F 1/12   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sichtbaren, vorzugsweise durchsichtigen oder lichtdurchlässigen, kontinuierlichen Streifen und/oder abgegrenzten Feldern in Papier in Verbindung mit dem Bilden einer Papierbahn in einer Papiermaschine. Die Erfindung betrifft auch Wertpapier, insbesondere Banknoten, die aus solchen Papier hergestellt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung einer kontinuierlichen Papierbahn, die abgegrenzte Felder und/oder Streifen veränderlicher Größe und an veränderlichen Stellen enthält, und Wertpapier, das aus solchen Bahnen hergestellt wird. Die Felder und/oder Streifen unterscheiden sich vom umgebenden Papier hinsichtlich des Materials, der Farbe, der Deckkraft und/oder der Durchsichtigkeit oder hinsichtlich einer anderen leicht zu identifizierenden Eigenschaft, vorzugsweise einer optischen Eigenschaft. Die enthaltenen Felder und/oder Streifen sind vorzugsweise durchsichtig oder lichtdurchlässig.

Die rasche Entwicklung der Reproduktionsverfahren und der Vierfarbkopiergeräte im besonderen, stellt zunehmend höhere Anforderungen an die Hersteller von Sicherheitspapier, Scheckpapier und Banknoten. Diese Anforderungen haben zur Entwicklung neuer Verfahren, Materialien und Produkte geführt, die dazu bestimmt sind, eine Fälschung zu verhindern oder mindestens eine erfolgreiche Fälschung schwieriger zu erreichen zu machen. Viele der bis jetzt vorgeschlagenen Verfahren sind kompliziert und kostspielig in der Anwendung, und die durch diese Verfahren hergestellten Produkte sind mit Nachteilen belastet, wie z.B. einer unbefriedigenden Haltbarkeit.

Es gibt folglich einen Bedarf nach einem Verfahren, das Sicherheitspapier ermöglichen wird, das schwierig durch Reproduktion mit Hilfe von Farbkopieren zu fälschen ist und das in herkömmlichen Druckerpressen mit herkömmlichen Druckfarben gedruckt werden kann, die für einen Sicherheitsdruck bestimmt sind, der in einer relativ einfachen und kostengünstigen Weise hergestellt werden soll.

Bekannte Techniken

Um zu verhindern, daß ein Bild oder Text auf einem Grundmaterial, wie Papier, mit der Hilfe von einfachem Vierfarbkopieren auf einem Kopiergerät reproduziert wird, ist es wünschenswert, daß Teile der bestrahlten Oberfläche einfallendes Licht zu den Sensoren oder ähnlichen Vorrichtungen, die im Kopiergerät vorgesehen sind, in einer Weise zurück aussenden und/oder reflektieren werden, die sich von der Reflexion unterscheidet, die durch die restliche Oberfläche des Grundmaterials verursacht wird, und folglich fähig sind, durch einen Beobachter ohne die Hilfe technischer Hilfsmittel wahrgenommen zu werden, d.h. mit dem bloßen Auge erkannt werden können. Alternativ kann die Oberfläche des Grundmaterial so behandelt werden, daß ein sehr niedriges Reflexionsvermögen von der Oberfläche erhalten wird, was entweder mit einer hohen Absorption oder durch Transmission des einfallenden Lichts erreicht werden kann.

Diese bekannten Erscheinungen sind früher genutzt worden, um eine Fälschung durch Farbkopieren schwierig zu machen, zum Beispiel sind unterschiedliche Verfahren zum Erhalten von wahrnehmbarer Reflexion oder Interferenz vorgeschlagen worden. Im Fall unterscheidender oder aufsehenerregender Reflexion, wird Licht parallel von einem Spiegelbild reflektiert, was bedeutet, daß der Sensor eines Photokopiergerätes kein Signal empfangen wird, weil das reflektierte Licht außerhalb seines Meßbereichs liegt, d.h. der gemessenen Oberfläche oder Bereichs, oder da die Lichtstärke zu schwach ist, um bestimmt zu werden. Das beste bekannte Beispiel einer unterscheidenden Reflexion ist "ein teilweise eingebettetes Sicherheitsfilament oder Faden", das durch Portals Ltd. (siehe zum Beispiel EP-A-0059056) und durch The Bank of England (siehe SE-C-415.214) vorgeschlagen wird. US-A-4 437 935 ist ein weiteres Dokument, das die obenerwähnte Art Sicherheitspapier offenbart. Gemäß diesen bekannten Verfahren, wird in das Papier ein Faden/Streifen eingebettet, der eine Schicht oder Beschichtung enthält, die ein Reflexionsvermögen erzeugt, zum Beispiel einen Streifen, der z.B. eine metallisch spiegelreflektierende Beschichtung enthält. Der Faden/Streifen wird an gegenseitig beabstandeten Orten freigelegt. Wenn ein Wertpapier photokopiert wird, in das ein solcher Faden aus reflektierenden Material teilweise eingebettet ist, erscheinen die reflektierenden Oberflächen als dunkle Felder auf den Photokopien.

Ein anderes früher vorgeschlagenes Verfahren nutzt eine Interferenz zwischen reflektiertem Licht unterschiedlicher Wellenlängen. Wenn eine Oberfläche betrachtet wird, die mit einem Interferenzmaterial versehen ist, variiert der sichtbare Farbeindruck mit dem Winkel, unter dem die Oberfläche betrachtet wird. Diese Erscheinung kann in einem kopierten Bild oder einer Abbildung nicht reproduziert werden. Interferenzeffekte können zum Beispiel mit der Hilfe einer aufgetragenen dichromatischen Schicht, eines Beugungsgitters und/oder Hologramms erzielt werden. Sie sind vom Aspekt von Benutzertechniken nicht ausreichend haltbar, da sie brechen und leicht verschmutzt werden, neben dem, daß sie kostspielig herzustellen sind.

Durchsichtiges Material, wie durchsichtiges Kunststoffmaterial, ist ebenfalls verwendet worden. Unter anderem ist ein Kunststoffschichtstoff in einer in Verbindung mit den Zweihundertjahrfeiern der Kolonisation ausgegebenen Australischen Banknote verwendet worden. Die gesamte Banknote besteht aus einem durchsichtigen Kunststoffschichtstoff, der mit einer weißen und einer farbigen Farbe bedruckt ist, wobei ein Teil der Oberfläche der Banknote unbedruckt gelassen worden ist und folglich durchsichtig bleibt. Die Kunststoffbanknote ist schwierig, wenn nicht unmöglich, auf einem Farbkopiergerät zu reproduzieren. Der auf die Banknote aufgetragene Druck ist jedoch nicht befriedigend und erfordert die Verwendung von kostspieliger spezieller Ausrüstung, und so ist die Australische Banknote nicht weiterverfolgt worden. Es sind auch Einwände gegen den "kunststoffähnlichen" Eindruck, der durch die Banknote gegeben wird, und auch ihre allegemeine Erscheinung erhoben worden.

Offenbarung der vorliegenden Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von sichtbaren, kontinuierlichen Streifen und/oder abgegrenzten Feldern in Papier, wie im vorliegenden Anspruch 1 beschrieben, und ein Wertdokument, wie im vorliegenden Anspruch 14 offenbart, bereit. Das erzeugte Papier ist dadurch gekennzeichnet, daß eseine Papierstruktur aufweist, durch die beabsichtigt wird, daß die im Papier enthaltenen Streifen/Felder ebenfalls eine Papierstruktur aufweisen. Gemäß einem besonders bevorzugten Aspekt der Erfindung, wird ein Verfahren zur Herstellung durchsichtiger Streifen und/oder Felder in Papier bereitgestellt, wobei die durchsichtigen und/oder teilweise durchsichtigen Teile des Papiers auch eine Papierstruktur aufweisen, d.h. eine Faserstruktur, und in herkömmlichen Druckerpressen mit herkömmlichen Druckfarben, vorzugsweise Farben, die für Sicherheitsdruck bestimmt sind, bedruckt werden können. Die durchsichtigen und/oder teilweise durchsichtigen Teile des Papiers weisen folglich physikalische Eigenschaften auf, die ähnlich zu den Eigenschaften der übrigen Teile des Papiers sind, mit der Ausnahme unterschiedlicher optischer Eigenschaften. Unter durchsichtigem Papier wird im vorliegenden Zusammenhang verstanden, daß das Papier im wesentlichen durchlässig für Licht jener Wellenlängen ist, die normalerweise bei herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtungen vorkommen. Ein hoher Transmissionswert kann bedeuten, daß das Licht durch das Material gehen wird, wobei es gestreut oder nicht gestreut wird. Es gibt immer einen gewissen Betrage an Streuung, sowohl hinsichtlich des durchgelassenen als auch des reflektierten Lichts. Das betreffende Material erhält einen ausgeprägteren "Fenstercharakter", wenn das Licht durch das Material geht, ohne gestreut oder reflektiert zu werden, wie es bevorzugt wird. Wenn andererseits Streuung des durchgelassenen Lichts vorherrscht, erhält das Papier eine helle aber milchige Erscheinung, wenn durch es durchgesehen wird. Ein hoher Lichtdurchlaßgrad bedeutet immer eine niedrige Deckkraft, ohne Rücksicht darauf, ob der Durchgang von Licht durch das Material gestreutes oder direkt durchgelassenes Licht betrifft. Folglich stellt erfindungsgemäß eine niedrige Deckkraft in den im Papier enthaltenen Streifen/Feldern die besten Vorraussetzungen für das Verhindern einer Fälschung durch Kopieren bereit. Um ein scharfes und kontinuierliches Bild zu erhalten, wenn man durch das Papier schaut, sollte das einfallende Licht daher nicht durch unregelmäßige Reflexion gestreut werden, mit anderen Worten sollte die Lichtstreuung und auch die Lichtabsorption niedrig sein.

Wenn das erzeugte Papier eine Papierstruktur aufweist, wird das Papier formstabil und stark sein, d.h. die Streifen/Felder, die sich in gewisser Hinsicht unterscheiden und die umgebenden Bereiche verhalten sich im wesentlichen gegenseitig in derselben Weise, wenn das Papier anschließend beliebig in einer herkömmlichen Weise behandelt wird. Folglich wird das Fasermaterial in den Streifen/Feldern vorzugsweise formstabil und hochkompatibel mit den Papierfasern sein, die in den umgebenden Bereichen vorhanden sind, um eine Verformung des Papiers während der anschließenden Behandlung und dem Drucken zu vermeiden.

Das erfinderische Verfahren verhindert die Ablagerung von Ganz-Papierzeug/Papierfasern auf einer oder mehreren Oberflächen des Langsiebs einer Bildungseinheit in Verbindung mit der Bildung einer Papierbahn in einer Papiermaschine, und durch Hinzufügen auf diese Oberfläche oder diese Oberflächen eines speziellen Papierstoffes, der Fasern enthält, die sich vom Rest des Cellulosefasermaterials unterscheiden, das auf dem Bildungslangsieb abgelagert wird. Der spezielle Papierstoff, der in einem oder mehreren Streifen oder abgegrenzten Feldern abgelagert wird, kann ein geeignetes Füllmittel und Bindemittel enthalten, wie es auch das andere verwendete Ganz-Papierzeug kann. Das Fasermaterial des speziellen Papierstoffs und wahlweise auch das Füll- und Bindemittel werden sich vorzugsweise optisch von dem anderen auf dem Langsieb abgelagerten Fasermaterial unterscheiden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der spezielle Papierstoff durchsichtig, obwohl es zu verstehen sein wird, daß die Erfindung in keiner Weise auf das Herstellen durchsichtiger Streifen und/oder Felder beschränkt ist, und daß Fasern, die spezielle Eigenschaften aufweisen, ebenfalls verwendet werden können, wie Fasern, die einen hohen Glanz, Farbe und auch andere Eigenschaften, wie z.B. fluoreszierende, photochromatische, thermochromatische, elektrische oder lichtleitende Eigenschaften aufweisen. Zum Beispiel können einige durchsichtige Fasern vorbehandelt und ausgebildet werden, um einen hohen Glanz zu ergeben. Dies kann zum Beispiel erreicht werden, indem einigen der Fasern eine rechteckige Querschnittsform gegeben wird, d.h. durch Abflachen der Fasern.

Die Bildung der "nackten" Langsieboberfläche oder Langsieboberflächen und das Aufbringen des speziellen Papierstoffs auf die Oberfläche/Oberflächen wird in Verbindung mit Entwässern des Restes des Ganz-Papierzeugs in einer Bildungseinheit durchgeführt, zum Beispiel in einer Zylinderrundsieb-Einheit. Wenn mit der Hilfe einer Zylinderrundsieb-Einheit entwässert wird, dreht sich eine zylindrische Bildungseinheit normalerweise mit einer Langsieboberfläche in Kontakt mit Ganz-Papierzeug. Es wird im Inneren des Zylinders ein Druck unter dem umgebenden Druck erzeugt und Flüssigkeit aus dem Papierstoff durch das zylindrische Langsieb und die Papierfasern abgeleitet, die auf dem Zylinder abgelagert werden, wenn er sich dreht. Mit-Gautschen und Binden der vorzugsweise durchsichtigen Streifen/Felder, die sich vom Rest des Papiers unterscheiden, und der Bereiche, die die Streifen/Felder umgeben, wird in einem nassen Zustand in Verbindung mit dem Bilden der Papierbahn in der Papiermaschine durchgeführt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Faserstrukturen in den enthaltenen Feldern oder Streifen mit den Faserstrukturen der umgebenden Bereich verwoben.

Um eine sichtbaren Abweichung oder einen Unterschied in jenen Streifen/Feldern zu erhalten, in denen der spezielle Papierstoff entwässert worden ist, ist es notwendig, die Langsieboberfläche im wesentlichen von anderen Ganz-Papierzeug innerhalb dieses Bereiches frei zu halten. Dies kann auf mehrere Arten erreicht werden. Zum Beispiel kann eine mechanische Vorrichtung verwendet werden, die gegen die Langsiebgaze der Bildungseinheit abdichtet, so daß sie die Langsiebgaze im wesentlichen von Ganz-Papierzeug frei hält, bis der spezielle Papierstoff auf der Gaze abgelagert worden ist.

Die Langsieboberfläche kann auch im wesentlichen von anderem Ganz-Papierzeug durch Einbringen von Entwässerungshindernissen, vorzugsweise durchsichtigen Entwässerungshindernissen freigehalten werden, deren Ausdehnung in der Ebene der Langsiebgaze so ist, daß verhindert wird, daß der Hauptteil der Standardpapierfasern auf diesen Bereich abgelagert werden, und damit die Herstellung eines Streifens/Feldes sich unterscheidenden Aussehens vereinfacht. Die auf die Langsiebgaze aufgetragenen Entwässerungshindernisse können praktischerweise die Form von Streifen oder Stücken aus homogenen und/oder fasrigen Material aufweisen. Sie können eine regelmäßige oder unregelmäßige Form aufweisen und können in der Form von Flocken und/oder ähnlichen Formen gestaltet sein. Sie können aus optischen Interferenzschichten gebildet werden. Die Entwässerungshindernisse werden vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das ein niedriges Gesamtreflexionsvermögen im sichtbaren Bereich aufweist, wie z.B. einem durchsichtigen Material, obwohl undurchsichtige Materialien, die unterscheidende Eigenschaften besitzen, verwendet werden können, zum Beispiel Materialien, die thermochromatische und/oder photochromatische Eigenschaften besitzen. In diesem letztgenannten Fall, werden die Entwässerungshindernisse vorzugsweise eine geometrisch regelmäßige Form aufweisen, so daß sie leicht in den Streifen/Feldern identifiziert werden können. Bevorzugte Formen sind Sternformen, quadratische Formen oder hexagonale Formen, obwohl andere Formen, die in diesem Zusammenhang geeignet sind, ebenfalls verwendet werden können. Die Entwässerungshindernisse können auch eine vernetzte, nichtgewebte Faserstruktur bilden, und werden in der Form einer vorgeformten Faserbahn oder eines Faserbandes aus durchsichtigem oder photochromatischem Material, das ein niedriges Gesamtreflexionsvermogen im sichtbaren Bereich aufweist, oder einem thermochromatischen oder pigmentierten Material, zum Beispiel einem Material, das aus einem geeignet modifizierten Fasermaterial aus z.B. Cellulose, Regeneratcellulose, Akryl- oder Polyvinylalkohol hergestellt wird, aufgetragen. Verschiedene thermochromatische und photochromatische Kunststoffmaterialien, die für den beabsichtigten Zweck geeignet sind, sind kommerziell erhältlich.

Wenn die Entwässerungshindernisse durchsichtig sind, können teilweise durchsichtige Streifen/Felder als Ergebnis der Entwässerungshindernisse gebildet werden, die im wesentlichen fortgesetztes Entwässern des Standard-Ganz-Papierzeugs auf der Langsiebgaze verhindern und dadurch einen durchsichtigen Streifen/Feld bilden, der durch einige Fasern, vorzugsweise durchsichtige Fasern gebunden wird. Mit der Absicht der Verbesserung der Festigkeit des teilweise durchsichtigen Streifens/Feldes, kann durchsichtiger Zellstoff und/oder Bindemittel dem Streifen/Feld zugeführt werden, oder die gebildete Papierbahn kann anschließend mit durchsichtigem Material behandelt, zum Beispiel zugeschnitten, beschichtet, lackiert oder dergleichen werden. Der auf der Langsiebgaze gebildete Papierbogen kann auch zusammen mit einem oder mehreren weiteren Bögen gegautscht werden, wie unten erläutert.

Ein im wesentlichen freier Langsiebbereich kann auch durch mechanisches, hydraulisches oder pneumatisches Scheren, Ausspülen, Wegblasen oder -Saugen einer Faserschicht, die schon auf der Langsiebgaze gebildet worden ist, erhalten werden. Ausspülen oder Blasen kann mittels Luft und/oder Wasser mit einer geeignet gestalteten Duse durchgeführt werden. Entfernen eines gebildeten Faserbogens durch Absaugen kann auch mit der Hilfe von unterdruckbedingungen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Herstellung eines kontinuierlichen Faserbogens über die volle Breite der Langsiebgaze gestört und sogar durch eines der oben erwähnten Verfahren verhindert werden, wonach Zellstoff, der spezielle Fasern, vorzugsweise durchsichtige Fasern enthält, der "nackten" oder im wesentlichen freigelegten Langsiebgaze zugeführt und auf ihr entwässert wird.

Das erfinderische Verfahren kann ausgeführt werden, indem in der unmittelbaren Nähe der Stelle, wo das Entwässern begonnen wird, eine Düse angebracht wird, die mit einem geschlossenen Düsenteil/Düsenleiste versehen ist, die abschirmt und verhindert, daß Ganz-Papierzeug auf einer oder mehreren Oberflächen der Langsiebgaze der Bildungseinheit abgelagert wird, während es gleichzeitig gestattet wird, daß ein spezieller Papierstoff, der Fasern enthält, die sich vom Cellulosefasermaterial unterscheiden, das auf dem Bildungslangsieb abgelagert wird, der Oberfläche oder Oberflächen zur selben Zeit zugeführt wird. Die Düse wird vorzugsweise enger oder spitz zulaufen, und wenn eine Zylinderrundsieb-Entwässerung angewendet wird, wird die Düse vorzugsweise denselben Krümmungsradius wie der Langsiebzylinder aufweisen.

Die Leistenöffnung der Düse kann so konfiguriert werden, daß ein Streifen erzeugt wird, der speziellen Papierstoff enthält, obwohl sie auch in Abschnitte unterteilt sein kann, wie unten erläutert, so daß mehrere Streifen, die identische oder unterschiedliche Zellstoffe enthalten, gleichzeitig aufgetragen werden können. In diesem letztgenannten Fall weist die Leistenöffnung Kanäle oder Röhren auf, die gegen die übrigen Teile der Düse abdichten und sich in die Düsenspitzen öffnen. Die Kanäle oder Röhren sind vorzugsweise über die volle Breite der Düsenöffnung beweglich. In diesem letztgenannten Fall weist die Bildungsdüse eine Ausdehnung auf, die sich über im wesentlichen die gesamte Breite der Papierbahn oder mindestens über einen Hauptteil der Bahn erstreckt.

Wenn die Düse dazu bestimmt ist, einen engen Streifen zu erzeugen, wird der Düsenteil/Düsenleiste eine Ausdehnungszone aufweisen, die eine Breite von etwa 1-100 mm, vorzugsweise etwa 3-50 mm und insbesondere 5-25 mm aufweist, und eine Auftragungszone aufweist, die eine Länge von etwa 30-500 mm, vorzugsweise 50-300 mm aufweist. Die Länge und Breite der Auftragungszone muß natürliche an die Größe der verwendeten Papiermaschine und insbesondere an die Breite der Papierbahn (die geeigneterweise etwa 0,5-5 m beträgt) und an die Größe der Entwässerungszonen angepaßt sein. Die oben erwähnte Information sollte folglich nur als ein Beispiel betrachtet werden und begrenzt in keiner Weise die Erfindung. Die Breite/Größe des enthaltenen Streifens/Feldes, die tatsächlich möglich ist, wird unter anderem auch durch die Faserlänge der speziellen Fasern, die im Zellstoff eingeschlossen sind, und die Eigenschaften der Füllmittel- und Bindemittelmischung, wenn hinzugefügt, d.h. die Stärkeeigenschaften der Streifen beherrscht. Die Zellstoffströme und Zellstoffkonsistenzen werden geeignet angepaßt, so daß die Fasern des Streifens oder der Streifen, die in der Papierbahn enthalten sind, mit dem Rest des Papiers verbunden oder sogar in es gewoben werden, so daß eine glatte Bahn gebildet wird. Die Fasern aus den unterschiedlichen Papierbereichen unterschiedlicher Faserarten werden dursetzt, d.h. ineinandergeklebt, wodurch eine Zwischenfaserkompaktheit großer Festigkeit erhalten wird. Die Verbindungen zwischen unterschiedlichen Bereichen der Papierbahn sind scharf definiert und im wesentlichen fugenlos. Geeignete Zellstoffströme und Zellstoffkonsistenzen können ohne weiteres durch einen Fachmann

mit wenigen einführenden Versuchen hergestellt werden. Jedoch werden die Zellstoffkonsistenzen des speziellen Papierstoffs und auch des Standardganz-Papierzeugs vorzugsweise zwischen etwa 1 und 10 g/l liegen.

Wenn mehrere Streifen/Felder in der Papierbahn eingeschlossen sind, wird der Düsenteil der Bildungseinheit praktischerweise in Abschnitte durch Vorsehen mehrerer Düsenkanäle unterteilt werden, die über die ganze Bahübreite der Bildungseinheit oder über den Hauptteil der Breite verteilt sind und die sich in der unmittelbaren Nähe der Stelle öffnen, wo das Entwässern des Standardganz-Papierzeug begonnen wird. Unterschiedliche Zellstoffsysteme können mit den unterschiedlichen Düsenkanälen der Bildungseinheit verbunden werden, um es zu ermöglichen, daß ein oder mehrere Streifen durchsichtigen Papierstoffs/Zellstoffs und wahlweise ein oder mehrere Streifen gefärbten Papierstoffs/Zellstoffs oder Papierstoff/Zellstoff, der sich auf eine andere Weise unterscheidet, auf der Langsiebgaze der Bildungseinheit zusammen mit Standardganz-Papierzeug abgelagert wird.

Zum Zweck der Herstellung mehrerer Streifen/Felder kann der Stoffauflaufkasten der Bildungseinheit ebenfalls in Abschnitte mittels Trennwände unterteilt werden. Diese Abschnitte sind mit unterschiedlichen Zellstoffsystemen verbunden, und mindestens ein Abschnitt ist mit einem Zellstoff/Papierstoffsystem verbunden, in dem sich der Fasergehalt von jenem des herkömmlichen Papierzellstoffs unterscheidet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein zweilagiges, dreilagiges oder mehrlagiges Papier mit einer Zusammensetzung hergestellt werden, die sich in der Dickenrichtung des Papiers unterscheidet. Ein verdünnter Faserstreifen kann durch eines der oben erwähnten Verfahren in Verbindung mit dem Bilden des Papiers, vorzugsweise mit einem hohen Prozentsatz aus durchsichtigem Material in den verdünnten Teilen, wie z.B. durchsichtigen Entwässerungshindernis sen gebildet werden. Die gebildete Papierbahn, die die verdünnten Teile enthält, wird zusammen mit einem durchsichtigen Bogen gegautscht, der vorzugsweise mit einem veränderlichen Flächengewicht hergestellt wird, d.h. das Flächengewicht variiert über die Breite der Bahn, um die verdünnten Teile in der ersten Papierbahn "auszufüllen". Es wird folglich eine Schichtenstruktur gebildet, die mehrere begrenzte Materialbögen in der Dickenrichtung der Bahn aufweist. Im Falle dieser Auftragung kann der Einlaßteil der Papiermaschine als eine Kombination der oben erwähnten Alternativen aufgebaut werden, d.h. eine Kombination der Bildung aus einer Düse und der Bildung aus einem Stoffauflaufkasten. Der Düsenteil und der Stoffauflaufkastenteil der Bildungseinheit können unter Druck gesetzt werden und unabhängig voneinander gesteuert werden, um die gewünschte Verteilung der beiden Ströme, d.h. der Fasermischungen zu erhalten.

Wenn der dem Bildungslangsieb zugeführte spezielle Zellstoff/Papierstoff dazu bestimmt ist, eine Durchsichtigkeit in dem hergestellten Papier zu erzeugen, wird der spezielle Papierstoff durchsichtige Fasern und, wenn anwendbar, durchsichtiges Füllmittel und/oder Bindemittel aufweisen. Die Fasern können synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein oder können eine Mischung dieser Ursprünge sein, wie z.B. Fasern aus Regeneratcellulose, Polyvinylalkohol, Akrylfasern oder dergleichen. Cellulosefasern und Nichtcellulosefasern können gemischt werden. Der Papierstoff wird vorzugsweise einen hohen Prozentsatz an langen Fasern aufweisen, die in das umgebende Ganz-Papierzeug gewoben werden können, wenn es naß ist, wobei dieser Papierstoff auf der Langsiebgaze gleichzeitig entwässert wird. Die durchsichtigen Fasern werden vorzugsweise eine Länge zwischen etwa 0,1 und 10 mm aufweisen, und der Prozentsatz der verwendeten langen Fasern, d.h. der Fasern, die eine Länge von etwa 3-10 mm aufweisen, wird vorzugsweise etwa 10-90%, vorzugsweise etwa 50-80% betragen.

Das verwendete Füllmittel wird vorzugsweise zu einer hohen Packungsdichte, einer hohen Dichte und einem niedrigen Porenvolumen im Bogen führen und wird Benetzungseigenschaften aufweisen, die eine effektive Füllung der Poren mit durchsichtigem Bindemittel erlauben, d.h. sie werden kompatibel mit durchsichtiger Faser sein. Die Bindemittel und Füllmittel werden vorzugsweise eine Struktur aufweisen, die eine gleichmäßige Bindemittelverteilung im nassen Bogen liefern wird, so daß Lufteinschlüsse verhindert werden. Mit der Absicht, ein unnötiges Lichtreflexionsvermögen, Lichtabsorption und Lichtstreuung in den durchsichtigen Feldern/Streifen im Papier zu vermeiden, d.h. eine sehr "kohärente" Lichttransmission zu erhalten, werden das verwendete Bindemittel und Füllmittel vorzugsweise im wesentlichen für Licht bei jenen Wellenlängen, die üblicherweise bei herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtungen auftreten, d.h. sichtbares Licht durchlässig sein. Der Brechungsindex des Bindemittels und Füllmittels wird vorzugsweise sehr an die verwendeten durchsichtigen Fasermaterialien angepaßt sein. Der Fachmann wird fähig sein, ohne weiteres geeignete Füllmittel und Bindemittel anorganischen und organischen Ursprungs, die die Bedingungen erfüllen werden, die für das erfinderische Verfahren spezifisch sind, aus jenen Bindemitteln und Füllmitteln auszuwählen, die kommerziell erhältlich sind.

Das Ganz-Papierzeug, das die durchsichtigen Streifen oder Streifen umgibt, ist von einer Art, die für die Herstellung von Papier, und dann Sicherheitspapier, insbesondere Scheck-Papier geeignet ist. Es kann ein Papierstoff aus herkömmlichen Cellulosefasermaterial, vorzugsweise ein Baumwollfaserpapierstoff sein. Unterschiedliche Mischungen aus synthetischen und Cellulosefasern können auch verwendet werden, zum Beispiel mit Zusätzen von synthetischen Verstärkungsfasern. Die hinzugefügten Fasern werden vorzugsweise ähnliche Quell- oder Schrumpfeigenschaften wie herkömmliche Cellulosefasern aufweisen.

Wenn durchsichtige Streifen/Felder in der Bahn gebildet werden sollen, ist es besonders wichtig, daß das erzeugte Papier eben ist und eine glatte Oberfläche aufweist, so daß unnötige Streuung von Licht im Papierbogen vermieden wird. Unregelmäßigkeiten im erzeugten Papier führen zu verschwommenen und verwischten Durchsichtbildern, die in einem größtmöglichen Maß vermieden werden sollten. Eine sehr "kohärente" Transmission kann in den durchsichtigen Feldern/Streifen auch durch Unterziehen des Papiers herkömmlichen Nachbehandlungsprozessen, wie Naßpressen, Trocknen, Leimen und Kalandrieren und auch durch Quellen, Vitrifizierung, Schmelzen und chemisches Auflösen oder Zersetzen der Oberfläche erhalten werden.

Die im Papier enthaltenen Streifen/Feldern werden vorzugsweise leicht zu entdecken und zu identifizieren sein, vorzugsweise, ohne eine kostspielige Ausrüstung verwenden zu müssen, die zu diesem Zweck konstruiert worden ist. Das erfinderische Verfahren ermöglicht es auch, daß ein Wertdokument durch Einschließen verschiedener bekannter Sicherheitselemente eines primären oder sekundären Typs geschützt wird. In diesem Zusammenhang werden unter primären Sicherheitselemente Elemente verstanden, die ohne die Hilfe spezieller Ausrüstung gesehen und leicht identifiziert werden können, wohingegen unter sekundären Sicherheitselementen Elemente verstanden werden, die im allgemeinen unsichtbar sind und häufig nur mit der Hilfe spezieller Meßausrüstung identifiziert werden können. Mit der Absicht der weiteren Erhöhung der Sicherheit können die im Papier gebildeten Streifen/Felder durch unterschiedliche primäre und/oder sekundäre Sicherheitselemente, zum Beispiel Elemente, die ein magnetisches, fluoreszierendes, phosphoreszierendes, metallischen, reflektierendes, elektrisch leitendes, photoleitendes oder lichtstreuendes Material ergänzt werden. Ferner können unterschiedliche Arten von Wasserzeichen in das Papier eingebaut werden. Alle diese zusätzlichen sicherheitserhöhenden Maßnahmen können in Verbindung mit dem Bilden der Papierbahn auf dem Langsiebzylinder durchgeführt werden. Zum Beispiel kann ein Wertdokument, das unterschiedliche eingebettete Sicherheitselemente enthält, in einem Arbeitsschritt hergestellt werden.

Die Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf deren beispielhaften Ausführungsformen und auch unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Zylinderrundsieb-Papiermaschine, auf der Papier erfindungsgemäß hergestellt wird und wobei in der Bildungseinheit welcher Maschine eine Düse angeordnet ist, die mechanisch gegen die sich drehende Langsieboberfläche abdichtet, während sie es gestattet, daß spezieller Papierstoff der Langsieboberfläche zugeführt wird, während sie sich dreht;

Fig. 2 eine Zylinderrundsieb-Papiermaschine, die einen offenen, in Abschnitte unterteilten Stoffauflaufkasten aufweist, der es ermöglicht, daß mehrere Papierstoffmischungen gleichzeitig zugeführt werden;

Fig. 3 eine Zylinderrundsieb-Papiermaschine, in der im Bildungsteil eine Düse vorgesehen ist, mittels derer spezieller Papierstoff und Entwässerungshindernisse in der Form von Faserbändern der Langsieboberfläche zugeführt werden können;

Fig. 4 eine Zylinderrundsieb-Papiermaschine, in der der Bildungsteil mit Einrichtungen versehen ist, die einen Faserbogen scheren, ausspülen oder wegblasen, der schon auf der Langsieboberfläche gebildet worden ist;

Fig. 5 eine Draufsicht eines Langsiebteils, mit dem ein sich longitudinal erstreckender Streifen aus durchsichtigem Zellstoff in die Bildungszone eingeführt wird; und

Figuren 6a-d Draufsichten eines Langsiebteils mit unterschiedlich aufgetragenen Formen von Entwässerungshindernissen, die eine Ausdehnung in der Ebene der Bahn aufweisen.

Fig. 1 stellt eine Zylinder-Papiermaschine, zum Beispiel eine Zylinderrundsieb-Papiermaschine dar, die einen Stoffauflaufkasten (1) aufweist, der Papierfaser-Papierstoff (2) enthält und in dem Papierfasern in einer Bildungseinheit für die Herstellung einer Papierbahn abgelagert werden. Die Bildungseinheit besteht aus einem Langsiebzylinder (3), der sich in Kontakt mit dem Ganz-Papierzeug im Stoffauflaufkasten (1) dreht. Der innere Druck des Zylinders ist niedriger als der Druck des umgebenden Papierstoffes und Flüssigkeit, die aus dem Papierstoff abgeleitet wird, wird folglich durch das Langsieb gehen, während Papierfasern auf der Zylinderoberfläche abgelagert werden, während sie sich dreht. Das so gebildete Papier wird von der Langsieboberfläche (3) mit der Hilfe einer Gautschwalze (4) entfernt und bildet eine Faser/Papierbahn (5), die auf einem Band gehalten wird. Die Papierbahn wird zu einer nachfolgenden Behandlungsstation oder -Stationen transportiert, wie z.B. einer Bahnpreß-, Trocknungs-, Leim- , Kalandrierstation usw. mit unter anderem der Absicht der Erhöhung der Transmission in den durchsichtigen Streifen/Feldern im Papier.

Damit das erfinderische Verfahren ausgeführt werden kann, ist die Bildungseinheit der Papiermaschine mit einer Düse (6) zum Zuführen von Papierstoff versehen, der spezielle Fasern und wahlweise auch ein beliebiges Füll- und Bindemittel, vorzugsweise ein durchsichtiges Mittel enthält. Der die speziellen Fasern enthaltende Papierstoff wird dem Bildungslangsieb in der unmittelbaren Nähe der Stelle zugeführt, wo das Entwässern des anderen oder Standard-Ganz-Papierzeugs (2) in der Bildungseinheit begonnen wird. Das Entwässern wird geeigneterweise unmittelbar stromabwärts eines Abdecktuchs begonnen, das in der Bildungseinheit angeordnet ist. In der Ausführungsform der Fig. 1, weist die Düse (6) eine Leiste auf, die gegen die sich drehende Langsiebgaze abdichtet und die Ablagerung von Papierfasern auf einem Teil der Gaze (3) verhindert, und weist einen Düsenteil auf, der speziellen Papierstoff an den im wesentlichen "nackten" Teil der Langsiebgaze liefert. Die Bildungsdüse (6), die die Abdichtleiste darstellt und sich zur Langsiebgaze hin krümmt, wird vorzugsweise denselben Krümmungsradius wie der Langsiebzylinder (3) aufweisen. Die Leistenöffnung erstreckt sich quer über die Gänze oder einen Teil der Breite der Papierbahn und kann unterteilt und mit beweglichen Kanälen versehen werden, die in die Düse (6) in der unmittelbaren Nähe von dort münden, wo der Papierstoff von der Düse auf das Bildungslangsieb (3) fließt. Die Düsenkanäle sind mit unterschiedlichen Papierstoffbehältern mittels (nicht gezeigter) Papierstoffzufuhrleitungen verbunden.

Die Papierbahn-Zellstoffströme können auch mittels eines Stoffauflaufkastens (1) aufgeteilt werden, der Trennwände (7) aufweist, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Stoffauflaufkasten ist mit unterschiedlichen Papierstoffbehältern mittels (nicht gezeigter) Zufuhrleitungen verbunden.

Das Zuführen von Entwässerungshindernissen in die Bildungszone kann durchgeführt werden, indem ein vorgeformter Faserstreifen (8) eingeführt wird, wie in Fig. 3 dargestellt. Eine ähnliche Anordnung wird es ermöglichen, daß ein Sicherheitselement in der Form eines kontinuierlichen Fadens, Filaments oder Streifens im Papier in Verbindung mit der Bildung der Papierbahn angeordnet wird.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann eine Faserschicht, die schon auf dem Langsieb gebildet worden ist, davon mit der Hilfe einer Düse (9) durch Scheren, Ausspülen, Wegblasen oder -Saugen der Schicht entfernt werden. Spezieller Papierstoff kann dann durch eine weitere Düse (10) eingebracht werden. Alternativ können die beiden Düsen (9, 10) kombiniert werden, um eine Einzeleinheit zu bilden.

Fig. 5 ist einen Draufsicht eines Langsiebteils und zeigt eine im wesentlichen "nackte" Langsieboberfläche (11) und einen enthaltenen Streifen aus speziellem Papierstoff (12). Entwässerungshindernisse, die im Papier gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung enthalten sein können, weisen zum Beispiel (Fig. 6a) eine regelmäßige oder unregelmäßige Flockenform auf oder können die Form einer kontinuierlichen Netzstruktur (Figuren 6b, c) oder eine Kombination dieser Formen (Fig. 6d) aufweisen. Die Entwässerungshindernisse können durchsichtig, undurchsichtig sein und/oder eine andere spezielle physikalische Eigenschaft aufweisen. Beispiel Baumwollpapierstoff und verschiedene Zusammensetzungen speziellen Papierstoffs in Konsistenzen zwischen 1,5-8,0 g/l

wurde auf einer Zylinderrundsiebmaschine entwässert. Die Papierstoff-Konsistenz wird der Tabelle unten zu entnehmen sein. Der erzeugte Streifen hatte eine Breite zwischen 10-25 mm und das Papier wies ein angenährtes Flächengewicht von etwa 80 g/m² auf. Das Ergebnis der Festigkeitsprüfungen, die an dem Streifen ausgeführt wurden, sind aus der Tabelle unten ersichtlich. Es wird geglaubt, daß die erzielten Ergebnisse durch Hinzufügen von zum Beispiel herkömmlichen Papierchemikalien und indem das Papier verschiedenen Nachbehandlungen unterzogen wird, verbessert werden könnten. Werte betreffend herkömmlichem Banknotenpapier sind zum Vergleich angegeben. Das Banknotenpapier besitzt höhere Werte als das Papier, das die Streifen aufweist, und das aus dem Banknoten-Ganz-Papierzeug hergestellt worden ist, das im wesentlichen Baumwollfasern enthält. Diese höheren Werte können durch die Tatsache erklärt werden, daß das Banknotenpapier auf einer gepflegten Anlage mit gut getesteten Rezepten hergestellt wurde, und durch die Tatsache, daß das Papier herkömmlichen Nachbehandlungen unterzogen wurde, die unter anderem die Festigkeit des Papiers verbessern.

Tabelle

Beachte: * Mittelwert von mehreeren Versuchen.

Zugfestigkeitsversuch nach Standardverfahren SCAN P:38

Falzen nach Standardverfahren TAPPI 423

Die Ergebnisse zeigen, daß das erfinderische Verfahren es ermöglicht, daß eine kontinuierliche Papierbahn mit abgegrenzten Feldern und/oder kontinuierlichen Streifen veränderlicher Größe hergestellt wird, wo die erzeugten Streifen eine Festigkeit derselben Größenordnung wie Cellulosepapier aufweisen. Das erfindungsgemäß hergestellte Papier kann geeigneterweise in der Herstellung von Sicherheitsdokumenten, insbesondere von Banknoten verwendet werden.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung von sichtbaren, kontinuierlichen Streifen und/oder abgegrenzten Feldern in Papier, gekennzeichnet durch Verhindern von Entwässern der, oder Verhindern von Ablagerung auf, oder Entfernen von Ganz- Papierzeug/Papierfasern auf einer oder mehreren Oberflächen auf einem Langsieb in der Bildungseinheit einer Papiermaschine, Zuführen eines speziellen Papierstoffs auf die Oberfläche oder Oberflächen, der Fasern enthält, die sich von dem anderen auf dem Langsieb abgelagerten Fasermaterial unterscheiden, wahlweise zusammen mit einem ausgewählten Füllmittel und/oder Bindemittel, und Bilden einer Papierbahn in der Papiermaschine.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spezielle in Verbindung mit der Bildung der Papierbahn zugeführte Papierstoff Fasern enthält, die sich optisch von dem auf dem Langsieb abgelagerten Fasermaterial unterscheiden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in dem speziellen Papierstoff und dem Füllmittel und/oder Bindemittel durchsichtig sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Aufteilen des Stoffauflaufkastens der Einheit in Abschnitte mit der Hilfe von Trennwänden zum gleichzeitigen Zuführen und Entwässern von Ganz-Papierzeug und mindestens einem speziellen Papierstoff, der Fasern enthält, die sich von den Fasern des anderen Ganz- Papierzeug unterscheiden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Zuführen des speziellen Papierstoffs mit der Hilfe einer Düse, der Fasern enthält, die sich von dem anderen auf dem Bildungseinheit-Langsieb abgelagerten Fasermaterial in der unmittelbaren Nähe von dort unterscheiden, wo das andere Ganz-Papierzeug entwässert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Verhindern der Ablagerung von Papierfasern während dem gleichzeitigen Zuführen von speziellen Papierstoff, der Fasern enthält, die sich von dem anderen auf dem Langsieb abgelagerten Fasermaterial unterscheiden, mit der Hilfe einer oder mehrerer Düsen, die gegen das Langsieb der Bildungseinheit abdichten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Auftragen von Entwässerungsteilchen auf eine oder mehrere Oberflächen des Langsiebgaze mit der Hilfe einer Düse, so daß die Entwässerung des/der Ganz- Papierzeugs/Papierfasern auf dem Langsieb der Bildungseinheit verhindert wird, wobei die Entwässerungsteilchen in Verbindung mit der Entwässerung des Ganz-Papierzeugs in der Bildungseinheit aufgetragen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Auftragen von Entwässerungsteilchen in der Form von homogenen Flokken oder ähnlichen Teilchen von regelmäßiger oder unregelmäßiger Gestalt, oder in der Form einer kontinuierlichen Netzstruktur, zum Beispiel in der Form eines Faserstreifens.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Langsiebgaze aufgetragenen Entwässerungsteilchen ein niedriges Gesamtreflexionsvermögen aufweisen oder durchsichtig sind, photochromatisch im sichtbaren Bereich sind, oder aus optischen Interferenzschichten gebildet werden, oder thermochromatisch sind und/oder eine andere besondere physikalische Eigenschaft aufweisen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Herstellen von Durchsichtigkeit in Papier, gekennzeichnet durch Verhinderung von Entwässerung von oder Entfernen von Papierfasern von einer oder mehreren Öberflächen des Langsiebes einer Bildungseinheit in Verbindung mit Bilden einer Papierbahn in einer Papiermaschine, während die Bahn in einem nassen Zustand ist; und Vorsehen eines durchsichtigen Papierstoffs innerhalb dieser Oberfläche oder dieser Oberflächen, der durchsichtige Fasern und wahlweise durchsichtiges Füllmittel und/oder Bindemittel in einem oder mehreren Streifen enthält, in Verbindung mit der Entwässerung des anderen Ganz-Papierzeug.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Entfernen von Ganz-Papierzeug von dem Langsieb der Bildungseinheit, das schon entwässert worden ist, durch Scheren mit der Hilfe eines Rakels, durch Ausspülen oder Wegblasen des Papierstoffs mit Wasser oder Luft, oder durch Entfernen des Papierstoffs durch Absaugen mit der Hilfe einer Unterdruckdüse.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß der durchsichtige Papierstoff Fasern enthält, die aus Regeneratatcellulose, Polyvinylalkohol und/oder Acrylfasern hergestellt sind.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Gautschen der nach dem Verfahren hergestellen Papierbahn zusammen mit einer oder mehreren Papierbahnen, die aus im wesentlichen durchsichtigen Papierstoff hergestellt sind, wobei die Bahnen verschiedene Flächengewichte aufweisen.

14. Wertdokument, wie eine Banknote, das aus Papier hergestellt ist, das mindestens einen Streifen oder mindestens ein Feld von im wesentlichen durchsichtigen Material enthält, wobei das Papier nach einem der Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 13 hergestellt wird.

15. Wertdokument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Dokument ferner Sicherheitselemente, wie ein Wasserzeichen oder ein anderes Sicherheitselement und/oder einen in das Papier eingekapselten Sicherheitsdruck aufweist.







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