Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur einfachen und wirtschaftlichen Herstellung von Papier mit Wasserzeichen, das einwandfrei ist und durch Verwendung einer Litze eine hohe Gradation aufweist.

Als Herstellungsverfahren für Papier mit Wasserzeichen wurden bisher verwendet (a) ein Verfahren, das eine Musterform wie Figuren oder Zeichen auf ein Bildsieb eines Rundsiebzylinders oder einer Siebwalze anbringt, (b) einem Verfahren, das die Maschen des Bildsiebs in einem Muster mit einem Harz oder dergleichen ausmalt, und (c) einem Verfahren, das das Bildsieb selbst in ein profiliertes Muster hämmert.

Nach den Verfahren (a) und (b) sind die Maschen des Siebs des Musterteils geschlossen und der Durchgang von Fasermaterial durch diese ist verhindert. Als Folge davon bildet sich in diesem Teil keine nasse Bahn oder wenn es erfolgt, ist ihre Dicke reduziert, so daß ein Wasserzeichenmuster sichtbar wird. Wenn die Größe der Maschen des Bildsiebes, die durch die Musterform geschlossen sind, viel größer ist als die Faserlänge in diesem Fall, bilden sich in der nassen Bahn Löcher und schaffen ein praktisches Problem. Daher müssen die Form, Größe und Verteilung der Musterform beschränkt werden oder es muß eine mehrschichtige Papierherstellung durchgeführt werden, um die Bildung von Löchern zu vermeiden. Die Arbeiten zur Ausbildung dieser Musterform und seine Anbringung auf dem Sieb und die Arbeiten zum Ausmalen der Maschen des Siebes entsprechend dem Muster benötigen ein äußerst hohes Maß an Technik und Geschick und die für solche Arbeiten notwendige Herstellungszeit ist auch äußerst lang. Die in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 12202/1972, 21248/1974, 24483/1979 und 28486/1979 beschriebenen Vorschläge versuchen solche Probleme zu lösen und eine Musterform oder ein Siebtuch mit der Musterforzn durch Verwendung eines lichtempfindlichen Harzes leicht herzustellen.

Da das Verfahren (c) das Muster als Profilierung des Siebes einhämmert, sind die Maschen des Siebes nicht geschlossen. Daher wird das Wasserzeichenmuster erzeugt bedingt durch die Unterschiede in der Entwässerungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Höhe der Profilierung des Siebes, seiner Tiefe, dem Neigungswinkel und so weiter. Im Vergleich zu den Verfahren (a) und (b) ist dieses Verfahren (c) exzellenter in der sogenannten "Gradation", die einen feinen Dichteunterschied des Wasserzeichenmusters darstellt, weist eine geringere Möglichkeit von Löchern auf, an denen keine Faser vorhanden ist und weist eine geringere Einschränkung der Gestaltung des Wasserzeichenmusters auf. Die Herstellung des Siebes für das Verfahren (c) benötigt jedoch ein höheres Maß an Technik und Geschick als die Verfahren (a) und (b). Darüber hinaus gibt es ein Problem, daß das Profilierungsmuster des Siebes selbst während des Papierherstellungsvorganges eine Verformung erfahren oder brechen kann.

Die oben beschriebenen Herstellungsverfahren für Papier mit Wasserzeichen zeigen das Wasserzeichenmuster durch Ausbildung niedriger und hoher Dichten in der Faserverteilung während des Papierherstellungsprozesses. Im Gegensatz zu diesen Verfahren wurden ein Verfahren, das ein beliebiges Muster durch ein Transparenz erzeugendes Mittel druckt (japanische Patentveröffentlichung Nr. 3802/1975) und ein Verfahren unter Verwendung eines Harzes, das durch Heißpressen transparent wird und dann den Musterteil durch Heißpressen transparent macht, so daß ein wasserzeichenähnliches Muster entsteht (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 275500/1986) vorgeschlagen.

Die japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 7725/1972 und 12846/1974 schlagen ein Herstellungsverfahren fuhr Wasserzeichenpapier vor, das ein tiefes Profilierungsmuster besitzt, unter Verwendung eines Langsiebes (Fourdrinier-Drahtnetz), das ein Muster bildet. Dieses Verfahren ist jedoch begleitet von dem Problem, daß, da das ein Muster bildende Langsieb rotiert während es mit einer großen Zahl von Walzen in Kontakt bleibt und eine hohe Zugspannung erfährt, das teuere ein Muster bildende Langsieb abgenutzt wird und seine Laufstabilität nicht zufriedenstellend ist.

US-Patent Nr. 4526652 offenbart eine Siebwalze zur Herstellung von Papier, das ein Wasserzeichen trägt, die ein Oxfordtuch simuliert. Ein Muster wird auf den Siebmaschen der Walze durch Löten auf gerade Elektrodrähte und durch Entfernen von Segmenten der Siebmaschen gebildet. In US-Patent Nr. 1514238 ist eine Filzwalze, die zur Bildung von Papier mit Wasserzeichen verwendet werden kann, durch Nähen oder Sticken eines Wollfadens in einen Filzstreifen ausgebildet.

Die verschiedenen Probleme mit den oben beschriebenen üblichen Verfahren werden wie folgt zusammengefaßt.

1) Es ist ein äußerst hohes Maß an Technik und Geschick für das übliche Herstellungsverfahren des gemusterten Siebes erforderlich und darüber hinaus ist eine äußerst lange Zeit zu seiner Herstellung nötig. Daher bleiben die Probleme, daß die Massenproduzierbarkeit von Papier mit Wasserzeichen behindert ist und die Herstellungskosten hoch sind.

2) Nach Verfahren a), das die Musterform wie Figuren und Zeichen auf dem Bildsieb anbringt und Verfahren b), das die Maschen des Siebes in der Musterform ausmalt, ist die Gestaltung des Wasserzeichenmusters begrenzt, um Löcher zu verhindern, die leicht auftreten können, wenn die Maschen des Siebes geschlossen sind. Die sogenannte "Gradation", die einen feinen Dichteunterschied des Wasserzeichenmusters darstellt, ist auch nicht ausreichend.

3) Das Verfahren c), das die Musterform als Profilierung des Siebes selbst einhämmert, ist den Verfahren a) und b) bezüglich des Aspektes der Gradation überlegen, aber dieses Verfahren birgt das Problem, daß das profilierte Muster selbst leicht eine Deformation und Bruch während des Papierherstellungsprozesses erleidet.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die Probleme von üblichen oben beschriebenen Verfahren lösen kann, selbst ein kompliziertes Muster frei als Wasserzeichen mit hoher Gradation ausbilden kann und darüber hinaus Papier mit Wasserzeichen leicht und wirtschaftlich herstellen kann.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von Papier mit Wasserzeichen zur Verfügung umfassend Vorbereitung eines Rundsiebzylinders einer Zylinderrundsiebmaschine oder einer Druckwalze mit einem darauf angebrachten Bildsieb zur Bildung von Wasserzeichen in Papier und Herstellung von Papier unter Verwendung dieses Rundsiebzylinders oder der Druckwalze mit dem darauf angebrachten Bildsieb, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildsieb ein gemustertes Sieb umfaßt, das durch Befestigen einer Litze bzw. Spitze (lace), im folgenden Litze genannt, gefertigt ist, die ein lochdurchbruchartiges Muster aufweist, das durch Verstricken einer Synthesefaser oder einer Naturfaser oder durch Herstellen eines Stickmusters auf einem Grundgewebe erhalten ist, auf der Oberfläche eines Siebtuches zur Papierherstellung.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Litze umfaßt daher die Produkte, die durch Garn in einer bestimmten Textur ausgebildet sind und ein lochdurchbruchartiges Muster darstellen durch die Dichte der Lücken zwischen den Garnen und umfaßt eine Gewebelitze ausgebildet durch Herstellen einer Stickerei auf einem Grundflächengebilde wie einem Gewebe, einer Maschenware oder dergleichen (siehe "Modern World Encyclopedia", Band 3, Seite 944 (1972), veröffentlicht von Kodansha).

Als Materialien des Garns zur Herstellung der Litze können Synthesefasern wie Polyamid oder Polyester und Naturfasern wie Baumwolle, Hanf oder Wolle verwendet werden.

Wenn die Litze am Siebtuch zur Papierherstellung integral befestigt und verklebt wird, können beliebige Mittel wie Löten, Nähen, Verbinden mit einem Klebstoff oder dergleichen in Abhängigkeit vom Material der Litze ausgewählt sein.

Das Aussehen des Musters von Papier mit Wasserzeichen beruht in der vorliegenden Erfindung auf der Verschiedenartigkeit der Litzentextur wie der Kombination der Dicke der Garne der Litze, die das Bildsieb bilden, der Dichte der Lücken zwischen den Garnen und den Unterschieden der Dicke der Musterteile, die durch den Überlappungsgrad der Garne ausgebildet sind, und so weiter. Dementsprechend ist es möglich, Papier mit Wasserzeichen zu erhalten, das ein kompliziertes und einwandfreies Muster und eine exzellente Gradation aufweist, die übliche Verfahren nicht erreichen konnten.

Figur 1 stellt eine Perspektivansicht einer Siebwalze mit einem darauf angebrachten gemusterten Sieb dar, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und

Figur 2 stellt eine Perspektivansicht eines Rundsiebzylinders für eine Zylinderrundsiebmaschine mit einem darauf angebrachten gemusterten Sieb dar, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig. 1 zeigt eine Siebwalze 1, die verwendet wird, wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Langsiebmaschine (Fourdrinier-Maschine) ausgeführt wird. Diese Siebwalze 1 ist durch Anbringen eines gemusterten Siebes, das durch Befestigen und Verbinden einer Litze 2 mit einem Siebtuch 3 zur Papierherstellung ausgebildet ist, an einem Rahmen 4 der Siebwalze hergestellt.

Fig. 2 zeigt einen Rundsiebzylinder 10, der verwendet wird, wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Zylinderrundsiebmaschine ausgeführt wird. Dieser Rundsiebzylinder 10 ist durch Anbringen eines gemusterten Siebes, das durch Anbringen und Verbinden einer Litze 20 an einem Siebtuch 30 zur Papierherstellung ausgebildet ist, an einem Rahmen 40 des Zylinders hergestellt.

Wenn die vorliegende Erfindung ausgeführt wird, wird die in Fig. 1 gezeigte Siebwalze 1 in dem Prozeß, in dem die nasse Bahn auf dem Siebteil der Langsiebmaschine oder dergleichen gebildet wird, angeordnet und verschiebend gedreht, um die Papierherstellung durchzuführen und die erhaltene Bahn wird in üblicher Weise getrocknet. Im Falle des Rundsiebzylinders 10 für die in Fig. 2 gezeigte Zylinderrundsiebmaschine wird der Rundsiebzylinder 10 bei einer bestimmten Position in eine Bütte (vat) der Zylinderrundsiebmaschine angeordnet und die Papierherstellung in üblicher Weise ausgeführt. Die Zylinderrundsiebmaschine umfaßt spezifische Zylinderrundsiebmaschinen wie Rotoformer, Ultraformer, Stevens-Former und so weiter.

In der vorliegenden Erfindung kann als Litze zur Ausbildung des gemusterten Siebes eine Litze verwendet werden wie sie ist. Um die Gradation des Wasserzeichenmusters jedoch weiter zu verbessern ist es möglich, Litzen zu verwenden, bei denen ein Teil der Maschen mit einem Harz durch Bedrucken ausgemalt ist, oder Litzen, bei denen ein Teil mit einem Harz verdickt ist.

Ein gemustertes Sieb wurde durch integrales Befestigen und Verkleben einer Litze, die durch Verstricken von Polyesterfilamenten erhalten wurde und ein Blumenmuster zeigt, auf einem Siebtuch aus Bronze mit einer Maschenweite von 90 mesh unter Verwendung eines Klebstoffs vom Epoxidtyp (Handelsname "Araldite 106", ein Produkt von CIBA-GEIGY Co.) hergestellt und dieses gemusterte Sieb wurde als Bildsieb auf einem Rundsiebzylinder angebracht. Dann wurde Papier mit Wasserzeichen mit einem Basisgewicht von 120 g/m² unter Verwendung einer Papiermasse mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt (pro Mahlholländer (beater)):

NBKP .... 150 kg

LBKP .... 390 kg (Mahlgrad: 400 cc CSF)

Harzleim .... 7,2 kg ("SPN700", Handelsname, ein Produkt von Arakawa Rinsan Kagaku Kabushiki Kaisha)

Trockenfestigkeitsmittel .... 20 kg ("POLYSTYRON ST13", Handelsname, ein Produkt von Misawa Ceramic Kabushiki Kaisha)

Stärke .... 3 kg ("AMYCOL", Handelsname, ein Produkt von Nichiden Kagaku Kabushiki Kaisha)

Fixiermittel .... 30 kg (Aluminiumsulfat) Farbstoffe (Produkte von BAYER Co., Ltd.) LEVACELL FAST YELLOW GFN (L) .... 0,02 % * LEVACELL FAST BLACK G .... 0,002 % * * bezogen auf die Papiermasse

Es wird ein einwandfreies und kompliziertes Litzenmuster als Wasserzeichen erhalten und es konnte Papier mit Wasserzeichen mit einer hohen Gradation erhalten werden.

Ein Teil des Musters einer aus Polyesterfilamenten gestrickten Litze wurde durch Siebdrucken unter Verwendung eines Epoxidharzes ("Araldite 106", Handelsname) ausgemalt und ein Teil davon mit dem Harz weiter verdickt.

Die auf diese Weise erhaltene Litze wurde integral an einem Siebtuch aus Bronze befestigt und verklebt durch einen Klebstoff (dasselbe Epoxidharz wie oben beschrieben), um ein gemustertes Sieb herzustellen und dieses gemusterte Sieb wurde als Bildsieb auf einer Siebwalze angebracht. Die Siebwalze wurde auf einem Siebteil einer Langsiebmaschine angeordnet und mit einer nassen Bahn (Trockenbasisgewicht: 110 g/m²) in Wälzkontakt gebracht, das dieselbe Papiermassenzusammensetzung aufweist wie in Beispiel 1. Danach wurde das Papier in üblicher Weise getrocknet.

Es konnte ein Papier mit Wasserzeichen erhalten werden mit einer Gradation bedingt durch ein vom Litzenmuster gebildetes feines Wasserzeichenmuster und ein durch den Teil mit der Harzverdickung und dem durch Siebdrucken ausgemalten Teil gebildetes klares Wasserzeichenmuster.

Die durch das Herstellungsverfahren für Papier mit Wasserzeichen gemäß der oben beschriebenen Erfindung erhaltenen Effekte können wie folgt zusammengefaßt werden.

1) Bei der Herstellung des gemusterten Siebes zur Bildung von Wasserzeichen, sind Befestigen und Verkleben der Litze und des Siebtuches die Hauptarbeiten. Daher sind das hohe Maß and Technik und Geschick, die beim üblichen Verfahren erforderlich waren, hier nicht notwendig.

2) Die Herstellungszeit des gemusterten Siebes zur Bildung von Wasserzeichen einschließlich der Litzenherstellungszeit kann durch Verwendung einer mechanisch gestrickten Litze drastisch reduziert werden. Nach von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführten Experimenten konnte die Herstellungszeit des gemusterten Siebes im Vergleich mit dem üblichen Verfahren (a), das eine Musterform wie Figuren oder Zeichen einbringt, auf ungefähr 1/100 reduziert werden.

3) Das Wasserzeichenmuster wird durch die Textur der die Litze bildenden Garne dargestellt. Daher ergibt das Verfahren der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit dem Verfahren, das die Maschen des Siebes verschließt und hauptsächlich in der Vergangenheit zur Ausbildung des Wasserzeichenmusters verwendet wurde, eine exzellentere Darstellung der Gradation. Da außerdem keine Möglichkeit besteht, daß bedingt durch das Wasserzeichenmuster Löcher in der Bahn auftreten, gibt es keine Beschränkung der Ausgestaltung des Wasserzeichenmusters.

4) Bei dem üblichen Verfahren (c), das das Wasserzeichenmuster direkt als Profilierung des Siebes einhämmert, besteht eine große Gefahr, daß das Profilierungsmuster nach und nach eine Verformung erfährt oder während des Papierherstellungsprozesses abgenutzt wird. In dieser Hinsicht ist das in der vorliegenden Erfindung verwendete gemusterte Sieb, das durch Befestigen und Verkleben der Litze und des Siebtuches erhalten ist, in dem Aspekt der Haltbarkeit während des Papierherstellungsprozesses überlegen.

5) Die obige Erläuterung beschreibt hauptsächlich die Effekte der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu den üblichen Verfahren. Darüber hinaus kann die in der vorliegenden Erfindung verwendete Litze durch Konvertieren der Gestaltung der Litze in digitale Information durch einen elektronischen Scanner oder dergleichen und Herstellung der Litze durch eine automatische Strick- oder Webmaschine hergestellt werden. Daher kann auch eine Litze mit einer komplizierten Ausgestaltung in kurzer Zeit hergestellt werden.

6) Bedingt durch die oben beschriebenen Effekte macht es die vorliegende Erfindung möglich, eine Reihe von Papieren mit Wasserzeichen mit verschiedenen Ausgestaltungen in einer begrenzten Menge herzustellen.