DE102013000445A1

DE102013000445A1 - Verfahren zum Herstellen einer endlosen Papierbahn und Vorrichtung zur Durchführung desselben

Info

Publication number: DE102013000445A1
Application number: DE102013000445.4A
Authority: DE
Inventors: Peter Osenstätter; Peter Riedl
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2014-07-17
Also published as: EP2943340B1; CN104837633A; ES2665760T3; EP2943340A1; CN104837633B; WO2014108329A1; PL2943340T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer endlosen Papierbahn für die Herstellung von Sicherheits- und Wertdokumenten, mit den Verfahrensschritten: a) Erzeugen einer endlosen Papierbahn auf einer Rundsiebmaschine, wobei die Papierbahn in eine Mehrzahl gleicher, sich quer zu der endlosen Längsrichtung erstreckende Papierbögen unterteilt ist, und Versehen zumindest eines Papierbogens je Siebumfang des Rundsiebs mit zumindest einer Wasserzeichenmarke für die Steuerung weiterer Bearbeitungsschritte, wobei zwischen den Positionen der Wasserzeichenmarken der Papierbögen gewisse Positionsabweichungen bestehen, b) Erfassen der Positionen von zwei oder mehr Wasserzeichenmarken auf der endlosen Papierbahn, c) Bestimmen von Markenpositionen mit geringeren Positionsabweichungen als die Positionsabweichungen der erfassten Wasserzeichenmarken, d) Erzeugen von farbigen Kennzeichnungsmarken an den bestimmten Markenpositionen der Papierbahn, e) Erfassen der Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken, f) Versehen der Papierbahn mit zumindest einer durchgehenden Öffnung in jedem der Papierbögen unter Verwendung der erfassten Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken, wobei die durchgehenden Öffnungen jeweils genau eine, senkrecht zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante aufweisen, g) Erfassen der Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten, und h) Versehen der Papierbahn mit zumindest einer Folie mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen an jedem der Papierbögen unter Verwendung der erfassten Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer endlosen, mit zumindest einer Folie versehenen Papierbahn und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Bei der Herstellung von endlosen Papierbahnen für Sicherheits- und Wertdokumente, die mit Folien bzw. Folienelementen wie Sicherheitsfäden, Sicherheitsstreifen oder etikettenartigen Folienelementen bzw. Patches versehen sind, erfolgt die registrierte Aufbringung der Folien häufig auf Basis des sensorischen Abtastens einer auf der Papierbahn aufgebrachten Druckmarke. Die registergenaue Applikation der Folie kann allerdings durch Verschmutzungen oder weitere Markierungen auf der Papierbahn beeinträchtigt werden.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die registrierte Aufbringung der Folie mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zusammenfassung der Erfindung

1. (Erster Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen einer endlosen Papierbahn für die Herstellung von Sicherheits- und Wertdokumenten, mit den Verfahrensschritten: a) Erzeugen einer endlosen Papierbahn auf einer Rundsiebmaschine, wobei die Papierbahn in eine Mehrzahl gleicher, sich quer zu der endlosen Längsrichtung erstreckende Papierbögen unterteilt ist, und Versehen zumindest eines Papierbogens je Siebumfang des Rundsiebs mit zumindest einer Wasserzeichenmarke für die Steuerung weiterer Bearbeitungsschritte, wobei zwischen den Positionen der Wasserzeichenmarken der Papierbögen gewisse Positionsabweichungen bestehen; b) Erfassen der Positionen von zwei oder mehr Wasserzeichenmarken auf der endlosen Papierbahn; c) Bestimmen von Markenpositionen mit geringeren Positionsabweichungen als die Positionsabweichungen der erfassten Wasserzeichenmarken; d) Erzeugen von farbigen Kennzeichnungsmarken an den bestimmten Markenpositionen der Papierbahn; e) Erfassen der Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken; f) Versehen der Papierbahn mit zumindest einer durchgehenden Öffnung in jedem der Papierbögen unter Verwendung der erfassten Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken, wobei die durchgehenden Öffnungen jeweils genau eine, senkrecht zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn (d. h. senkrecht zur Bahnlaufrichtung der Papierbahn) angeordnete gerade Kante aufweisen; g) Erfassen der Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten; und h) Versehen der Papierbahn mit zumindest einer Folie mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen an jedem der Papierbögen unter Verwendung der erfassten Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten.
2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 1, wobei die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) mit einem berührungslosen Verfahren erzeugt werden.
3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 2, wobei die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) im Inkjet-Verfahren erzeugt werden. Weiterhin wird bevorzugt, dass dabei eine Tintenflugzeitkompensation durchgeführt wird.
4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 2, wobei die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) durch Laserkennzeichnung erzeugt werden, wobei vorzugsweise in Schritt a) lasersensitive Merkmalsstoffe in das Papier eingebracht werden oder nach der Papierherstellung lasersensitive Merkmalsstoffe auf die Papierbahn aufgebracht werden.
5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 4, wobei in Schritt d) durch Laserkennzeichnung gleichzeitig auf der Vorderseite und Rückseite der Papierbahn Kennzeichnungsmarken erzeugt werden.
6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 1, wobei die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) mit einem Druckverfahren, insbesondere im rotativen Flexodruck, rotativen Offsetdruck oder rotativen Siebdruck erzeugt werden.
7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach wenigstens einem der Absätze 1 bis 6, wobei in Schritt d) dunkle, insbesondere schwarze Kennzeichnungsmarken erzeugt werden.
8. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Absätze 1 bis 7, mit – einer Transporteinrichtung zum Transport der endlosen Papierbahn; – einer ersten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen von zwei oder mehr Wasserzeichenmarken auf der endlosen Papierbahn; – einer ersten Auswerteeinrichtung zum Bestimmen der Markenpositionen mit geringeren Positionsabweichungen; – einer Kennzeichnungseinrichtung zum Erzeugen der farbigen Kennzeichnungsmarken an den bestimmten Markenpositionen der Papierbahn; – einer zweiten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen von erzeugten Kennzeichnungsmarken; – einer Einrichtung zum Erzeugen der durchgehenden Öffnungen in der Papierbahn unter Verwendung der erfassten Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken, wobei die durchgehenden Öffnungen jeweils genau eine, senkrecht zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante aufweisen; – einer dritten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten; und – einer Einrichtung zum Aufbringen der Folie mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen auf die Papierbahn unter Verwendung der erfassten Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten.
9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Vorrichtung nach Absatz 8, wobei die dritte Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten einen Kontrastsensor oder einen Durchlichtsensor umfasst.
10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Vorrichtung nach Absatz 8 oder 9, wobei die Kennzeichnungseinrichtung einen Inkjet-Drucker oder einen Laserschreiber umfasst.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß genügt es, einen Papierbogen je Siebumfang des Rundsiebs der Papiermaschine mit einer Wasserzeichenmarke zu versehen. Es können jedoch selbstverständlich je Siebumfang auch mehrere oder sogar alle Papierbögen mit Wasserzeichenmarken versehen werden.
Die Kennzeichnungsmarken können in Schritt d) mit einem berührenden Verfahren erzeugt werden. In einer vorteilhaften Erfindungsvariante werden die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) allerdings mit einem berührungslosen Verfahren erzeugt. Insbesondere hat es sich bewährt, die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) im Inkjet-Verfahren aufzubringen, wobei aufgrund der endlichen Flugzeit der Tintentröpfchen vom Druckkopf zur Papierbahn mit Vorteil eine Tintenflugzeitkompensation durchgeführt wird.
Ein besonderer Vorteil von mittels Inkjet-Verfahren aufgebrachten Kennzeichnungsmarken besteht darin, dass keine Absaugung für Rauch oder anfallende Schnipsel, wie es bei einer lasergeschnittenen Marke nötig wäre, erforderlich ist. Darüber hinaus sind Inkjet-Drucker sehr kompakte Geräte, die sich leicht in bestehende Anlagen integrieren lassen. Allgemein kann eine farbige Kennzeichnungsmarke, anders als bei Verwendung eines Lochs als Steuermarke, nach dem Querschneiden das Stapeln der einzelnen Papierbögen nicht behindern oder zu einem Verhaken der Löcher führen.
Bei einem weiteren vorteilhaften berührungslosen Verfahren werden die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) durch Laserkennzeichnung erzeugt. Dazu können in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bereits in Schritt a) lasersensitive Merkmalsstoffe in das Papier eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich können auch nach der Papierherstellung lasersensitive Merkmalsstoffe auf die Papierbahn aufgebracht werden. Als lasersensitive Merkmalsstoffe kommen dabei eine Vielzahl, dem Fachmann an sich bekannte Stoffe, wie etwa TiO₂, Rußpartikel oder Infrarotabsorber in Betracht. Durch Laserbeaufschlagung werden die lasersensitiven Merkmalsstoffe lokal modifiziert, beispielsweise gefärbt und vorzugsweise geschwärzt, und bilden dadurch eine maschinell erfassbare Kennzeichnungsmarke.
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden in Schritt d) durch Laserkennzeichnung gleichzeitig auf der Vorderseite und Rückseite der Papierbahn Kennzeichnungsmarken erzeugt.
Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante werden die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) mit einem beliebigen Druckverfahren, insbesondere im rotativen Flexodruck, rotativen Offsetdruck, rotativen Siebdruck oder Tiefdruck erzeugt.
In allen Varianten werden in Schritt d) mit Vorteil dunkle oder sogar schwarze Kennzeichnungsmarken erzeugt, die von Sensoren besonders einfach und sicher erkannt werden können. Die farbigen Kennzeichnungsmarken können auch mit Farbstoffen erzeugt sein, die im sichtbaren Spektralbereich nicht oder erst nach Anregung sichtbar sind, wie etwa IR- oder UV-Farbstoffe oder auch lumineszierende Farbstoffe.
Im Schritt e) werden die Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken erfasst und im nachfolgenden Schritt f) wird in jedem der Papierbögen unter Verwendung der erfassten Positionen der Kennzeichnungsmarken zumindest eine durchgehende Öffnung erzeugt, wobei die durchgehenden Öffnungen jeweils genau eine, senkrecht zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante (die nachstehend auch als „Fenstersims” bezeichnet wird) aufweisen.
Die in der Papierbahn erzeugte durchgehende Öffnung wird nachstehend auch als „Fenster” bezeichnet.
Im Schritt g) werden die Positionen der in den erzeugten, durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten erfasst und im nachfolgenden Schritt h) erfolgt das Versehen der Papierbahn mit zumindest einer Folie (bzw. Folienelement) mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen an jedem der Papierbögen unter Verwendung der erfassten Positionen der in den erzeugten, durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten. Bei der Folie kann es sich insbesondere um einen Sicherheitsfaden, einen Sicherheitsstreifen oder um ein etikettenartiges Folienelement bzw. Patch handeln. Die Folie kann insbesondere so auf die Papierbahn aufgebracht werden, dass sie die durchgehende Öffnung einseitig verschließt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante befindet sich oberhalb der sensorisch zu erfassenden geraden Kante in Laufrichtung des Papierbogens ein sogenannter Einblendbereich, in dem ein Abtastsensor aktiv ist. Der Abtastsensor erfasst die gerade Kante und gibt Rückmeldung an die Registersteuerung für das registergenaue Aufbringen der Folie. Das registergenaue Aufbringen der Folie kann insbesondere dadurch erfolgen, dass

– aus den erfassten Positionen der geraden Kanten die aktuelle Länge eines Papierbogens bestimmt wird und
– eine Folie mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen entsprechend der aktuellen Bogenlänge gedehnt und auf die Papierbahn aufgebracht wird.

Als Abtastsensor kann insbesondere ein Kontrastsensor bzw. Durchlichtsensor vorgesehen werden. Mittels der oben beschriebenen Einblendtechnik, die einen innerhalb eines bestimmten Einblendbereiches (nachstehend auch als „Lesefenster” bezeichnet) aktiven Abtastsensor vorsieht, können ungewünschte Störimpulse verhindert werden.
Die durchgehenden Öffnungen können beispielsweise durch eine (insbesondere rotative) Stanze oder durch einen Laserschneider erzeugt werden. Auf diese Weise entstehen scharfe Kanten, die ein genaueres Signal zur Ansteuerung weiterer Bearbeitungsschritte zur Verfügung stellen können als gedruckte Marken.
Es wird besonders bevorzugt, dass die in der durchgehenden Öffnung enthaltene, senkrecht zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante von zwei rechtwinklig an die gerade Kante angrenzenden Kanten begrenzt wird. Die zwei rechtwinklig an die gerade Kante angrenzenden Kanten sind also parallel zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn angeordnet. Die durchgehende Öffnung kann folglich insbesondere die Form eines Schildes bzw. Wappenschildes mit einer halbkreisförmig abgerundeten Spitze, die einem „U” ähnelt, aufweisen (das Fenster ähnelt in diesem Fall dem sogenannten spanischen, portugiesischen oder flämischen Schild). Selbstverständlich muss die Spitze nicht unbedingt halbkreisförmig abgerundet sein, d. h. die durchgehende Öffnung kann auch annähernd die Form eines Dreiecks aufweisen (das Fenster ähnelt in diesem Fall dem sogenannten alten, französischen Schild, siehe 2).
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, mit

– einer Transporteinrichtung zum Transport der endlosen Papierbahn;
– einer ersten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen von zwei oder mehr Wasserzeichenmarken auf der endlosen Papierbahn;
– einer ersten Auswerteeinrichtung zum Bestimmen der Markenpositionen mit geringeren Positionsabweichungen;
– einer Kennzeichnungseinrichtung zum Erzeugen der farbigen Kennzeichnungsmarken an den bestimmten Markenpositionen der Papierbahn;
– einer zweiten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen von erzeugten Kennzeichnungsmarken;
– einer Einrichtung zum Erzeugen der durchgehenden Öffnungen in der Papierbahn unter Verwendung der erfassten Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken, wobei die durchgehenden Öffnungen jeweils genau eine, senkrecht zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante aufweisen;
– einer dritten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten; und
– einer Einrichtung zum Aufbringen der Folie mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen auf die Papierbahn unter Verwendung der erfassten Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten.

Bevorzugt umfasst die Kennzeichnungseinrichtung einen Inkjet-Drucker oder einen Laserschreiber. Als Laserquelle kommt dabei mit Vorteil ein Infrarotlaser im Wellenlängenbereich von 0,8 μm bis 3 μm, insbesondere ein Nd:YAG-Laser oder ein Nd:YVO₄-Laser, oder auch ein CO₂-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 μm zum Einsatz.
Weiter können die beschriebenen Prinzipien auch bei der Herstellung reiner Polymerbanknoten vorteilhaft zum Einsatz kommen, da dort zwar keine Wasserzeichenmarken vorhanden sind, die Problematik des unterschiedlichen Einflusses einer abweichenden Bogenlänge auf Verfahren mit starren bzw. flexiblen Werkzeugen jedoch ebenfalls besteht.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele sind nicht auf die Verwendung in der konkret beschriebenen Form beschränkt, sondern können auch untereinander kombiniert werden.
Es zeigen:
1 eine endlose Papierbahn, die in eine Mehrzahl gleicher, sich quer zu der endlosen Längsrichtung erstreckende Papierbögen unterteilt ist,
2 einen einzelnen Papierbogen der Papierbahn der 1, wobei der Bogen mit durchgehenden Öffnungen versehen ist, die jeweils genau eine senkrecht zur Bahnlaufrichtung der Papierbahn angeordnete gerade Kante aufweisen; und
3 einen Einzelnutzen eines Papierbogens, der mit einer durchgehenden Öffnung versehen ist.
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer endlosen Papierbahn für die Herstellung von Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine endlose Papierbahn 10, die in eine Mehrzahl gleicher, sich quer zu der endlosen Längsrichtung 18 erstreckende Papierbögen 12n-1, 12n, 12n+1 unterteilt ist. Die Begrenzungslinien 14 der einzelnen Papierbögen 12 sind gedachte Linien, die in 1 zur Veranschaulichung eingezeichnet sind, auf der Papierbahn jedoch nicht als sichtbare Markierungslinien vorliegen.
Bei der Erzeugung der Papierbahn 10 wurde in jedem Papierbogen 12 zumindest eine Wasserzeichenmarke 20 für die Steuerung weiterer Bearbeitungsschritte eingebracht. Das Einbringen solcher Wasserzeichenmarken 20 ist bei der Papierherstellung sehr einfach und kostengünstig möglich. Allerdings unterliegen die Wasserzeichenmarken 20 herstellungsbedingt einer relativ großen Positionstoleranz, so dass zwischen den Positionen der Wasserzeichenmarken 20 gleicher Papierbögen 12 gewisse Positionsabweichungen bestehen.
Zur Veranschaulichung sind in 1 die Wasserzeichenmarken 20 mit ihrem Abstand x_k von der Begrenzungslinie 14 des zugehörigen Papierbogens 12k für k = n, n + 1 schematisch eingezeichnet. Die angesprochene Positionstoleranz der Wasserzeichenmarken 20 bedeutet dann, dass die Abstandswerte x_n-1, x_n, x_n+1, etc. eine relativ große Schwankung aufweisen.
Um die Genauigkeit nachfolgender Applikationsschritte gegenüber der Verwendung der Wasserzeichenmarken 20 als Steuermarken zu verbessern, werden die Positionen von zwei oder mehr Wasserzeichenmarken 20 auf der endlosen Papierbahn 10 erfasst, und es werden Markenpositionen berechnet, die geringere Positionsabweichungen aufweisen als die Wasserzeichenmarken 20.
Eine solche Bestimmung von Markenpositionen mit geringeren Positionsabweichungen kann beispielsweise durch Mittelwertbildung der erfassten Positionen erfolgen. Da Banknotenpapier in der Regel in Rundsiebtechnik herstellt wird, wiederholt sich die Position einer Wasserzeichenmarke 20 annähernd mit jedem Siebumfang. Daher wird für die Bestimmung genauerer Markenpositionen vorteilhaft über ein Vielfaches der Wasserzeichenmarken 20 pro Siebumfang gemittelt. Im Ausführungsbeispiel kommen etwa m Wasserzeichenmarken 20 auf einen Siebumfang und es wird über drei Siebumfänge gemittelt. Für die Mittelwertbildung wird vorteilhaft ein Schieberegister eingesetzt, bei dem die Position einer neu erfassten Wasserzeichenmarke x_n jeweils die älteste erfasste Position x_n-3m ersetzt. Durch
sind dann Markenpositionen y_n mit geringeren Positionsabweichungen als den Positionsabweichungen der Wasserzeichenmarken 20 gegeben, da sich deren zufällige Positionsschwankungen bei der Berechnung herausmitteln.
An den so berechneten Markenpositionen y_n werden nun mit einem berührungslosen Verfahren farbige Kennzeichnungsmarken 22 erzeugt, die als Steuermarken für die weiteren Applikationsschritte verwendet werden und die aufgrund ihrer geringeren Positionsabweichungen die Positionsgenauigkeit der nachfolgenden Applikationsschritte verbessern.
Für das Erzeugen solcher farbiger Kennzeichnungsmarken 22 hat sich besonders das Inkjet-Verfahren bewährt. Eine mittels Inkjet-Drucker aufgebrachte, in der Regel schwarze Kennzeichnungsmarke 22 kann gut von einem Sensor maschinell erfasst werden. Darüber weisen Inkjet-Drucker eine sehr kompakte Bauart auf und lassen sich daher gut in bestehende Anlagen integrieren. Beim Aufbringen der Kennzeichnungsmarken 22 mittels Inkjet-Verfahren ist auch keine Absaugung für Rauch oder anfallende Schnipsel erforderlich. Zudem kann eine aufgebrachte farbige Kennzeichnungsmarke anders als eine durchgehende Öffnung nach dem Querschneiden das Stapeln der Papierbögen 12 nicht behindern oder zu einem Verhaken der durchgehenden Öffnungen führen.
Da der Druckkopf eines Inkjet-Druckers einen gewissen Abstand zur Papierbahn 10 aufweist, wird aufgrund der schnellen Bewegung der Papierbahn 10 die Flugzeit der Tintentröpfchen in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit beim Aufdrucken berücksichtigt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die farbigen Kennzeichnungsmarken 22 durch eine Lasermarkierung gebildet. Dazu können beispielsweise bereits bei der Papierherstellung lasersensitive Merkmalsstoffe in das Papier eingebracht werden, oder es können lasersensitive Merkmalsstoffe nach der Papierherstellung auf die Papierbahn aufgebracht werden. Als lasersensitive Merkmalsstoffe kommen beispielsweise TiO₂, Rußpartikel oder Infrarotabsorber in Betracht. Durch die Laserbeaufschlagung werden die lasersensitiven Merkmalsstoffe lokal verändert, etwa gefärbt oder geschwärzt.
Ein besonderer Vorteil dieser Erfindungsvariante besteht darin, dass die Laserstrahlung durch die Papierbahn hindurchgreifen kann, so dass in einem Arbeitsgang gleichzeitig auf Vorder- und Rückseite der Papierbahn Kennzeichnungsmarken erzeugt werden können. Die Kennzeichnungsmarken auf Vorder- und Rückseite sind perfekt zueinander gepassert und erlauben so eine hochgenaue Ausrichtung nachfolgender Bearbeitungsschritte sowohl auf die Marken der Vorderseite als auch auf die Marken der Rückseite.
Neben den genannten berührungslosen Verfahren zum Aufbringen der Kennzeichnungsmarken 22 kommen grundsätzlich auch andere Druckverfahren wie rotativer Flexodruck, rotativer Offsetdruck oder rotativer Siebdruck in Betracht.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante erfolgt das Aufdrucken der Kennzeichnungsmarken 22 in einem Arbeitsgang mit dem Aufdrucken eines Druckmerkmals. In diesem Fall können die Kennzeichnungsmarken 22 in das Druckwerkzeug integriert sein, so dass sie perfekt zum Druckbild des Druckmerkmals gepassert sind. Beispielsweise kann eine Kennzeichnungsmarke beim Rotationssiebdruck im Drucksieb integriert sein. Die auf die beim Druckschritt erzeugte Kennzeichnungsmarke gesteuerten Folgeapplikationen weisen dann eine sehr gute Passerung zu den Druckbildern des Druckschritts auf.
Allgemein werden bei nachfolgenden Applikationen mit Vorteil die Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken 22 erfasst und die Papierbahn 10 wird unter Verwendung der erfassten Positionen der Kennzeichnungsmarken in jedem der Papierbögen mit zumindest einer durchgehenden Öffnung versehen. Dies kann mittels eines starren Werkzeuges, wie etwa einer rotativen Stanze, oder mittels eines flexiblen Werkzeuges, wie etwa einer Laserschneideanlage, bewerkstelligt werden.
2 zeigt einen einzelnen Papierbogen 12 der Papierbahn 10 mit Wasserzeichenmarke 20 und Kennzeichnungsmarke 22. Jeder Papierbogen 12 trägt eine Mehrzahl von Einzelnutzen 16, die im Ausführungsbeispiel den späteren geschnittenen Banknoten entsprechen. Die Solllänge eines einzelnen Papierbogens 12 ist mit L_S bezeichnet.
Die Einzelnutzen 16 werden nach der Papierherstellung bei der weiteren Bearbeitung der Papierbahn 10 in zwei getrennten Applikationsschritten mit zwei Sicherheitsmerkmalen versehen, die im Sollbild aufeinander ausgerichtet sind und einander zu einem Gesamtmerkmal 34 ergänzen.
Bei dem ersten Sicherheitsmerkmal handelt es sich um eine mittels Laserstrahlung oder durch Stanzen erzeugte durchgehende Öffnung 30, die in dem Papierbogen 12 gebildet ist. Die Öffnung 30 weist genau eine senkrecht zur Bahnlaufrichtung 18 der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante auf.
Bei dem zweiten Sicherheitsmerkmal handelt es sich um ein mit einem starren Werkzeug aufgebrachtes Sicherheitsmerkmal, im Ausführungsbeispiel um ein auf einem endlosen Folienstreifen 32 vorliegendes Folienmerkmal, das zusammen mit dem Folienstreifen 32 auf den Papierbogen 12 aufgebracht wird. Weisen die Folienmerkmale und die durchgehenden Öffnungen 30 ihre in 2 gezeigten Sollpositionen auf, so ergänzen sie sich ohne Versatz zu dem Gesamtmerkmal 34.
Im Ausführungsbeispiel werden zur Aufbringung der Folienmerkmale die Positionen der in den durchgehenden Öffnungen 30 enthaltenen geraden Kanten erfasst und aus den erfassten Positionen der geraden Kanten die aktuelle Länge eines Papierbogens 12 berechnet. Dann wird ein Folienstreifen 32 mit den auf die Papierbahn 10 aufzubringenden Folienmerkmalen entsprechend der aktuellen Bogenlänge gedehnt und auf die Papierbahn 10 aufgebracht.
Der Schritt des Erfassen der Positionen der in den durchgehenden Öffnungen 30 enthaltenen geraden Kanten wird anhand der 3 näher erläutert.
3 zeigt einen Einzelnutzen 16 eines Papierbogens, der mit einer durchgehenden Öffnung 30 versehen ist. Die Öffnung 30 enthält genau eine senkrecht zur Bahnlaufrichtung 18 der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante 50, die von einem Kontrastsensor oder Durchlichtsensor abgetastet wird. Die Bezugsnummer 60 bezeichnet den Einblendbereich, in dem der Abtastsensor (z. B. ein Kontrastsensor bzw. Durchlichtsensor) aktiv ist. Der Abtastsensor erfasst die gerade Kante 50 und gibt Rückmeldung an die Registersteuerung für das registergenaue Aufbringen der Folie. Das registergenaue Aufbringen der Folie kann insbesondere dadurch erfolgen, dass aus den erfassten Positionen der geraden Kanten 50 die aktuelle Länge eines Papierbogens bestimmt wird und eine Folie 32 mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen entsprechend der aktuellen Bogenlänge gedehnt und auf die Papierbahn aufgebracht wird.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer endlosen Papierbahn für die Herstellung von Sicherheits- und Wertdokumenten, mit den Verfahrensschritten: a) Erzeugen einer endlosen Papierbahn auf einer Rundsiebmaschine, wobei die Papierbahn in eine Mehrzahl gleicher, sich quer zu der endlosen Längsrichtung erstreckende Papierbögen unterteilt ist, und Versehen zumindest eines Papierbogens je Siebumfang des Rundsiebs mit zumindest einer Wasserzeichenmarke für die Steuerung weiterer Bearbeitungsschritte, wobei zwischen den Positionen der Wasserzeichenmarken der Papierbögen gewisse Positionsabweichungen bestehen, b) Erfassen der Positionen von zwei oder mehr Wasserzeichenmarken auf der endlosen Papierbahn, c) Bestimmen von Markenpositionen mit geringeren Positionsabweichungen als die Positionsabweichungen der erfassten Wasserzeichenmarken, d) Erzeugen von farbigen Kennzeichnungsmarken an den bestimmten Markenpositionen der Papierbahn, e) Erfassen der Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken, f) Versehen der Papierbahn mit zumindest einer durchgehenden Öffnung in jedem der Papierbögen unter Verwendung der erfassten Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken, wobei die durchgehenden Öffnungen jeweils genau eine, senkrecht zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante aufweisen, g) Erfassen der Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten, und h) Versehen der Papierbahn mit zumindest einer Folie mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen an jedem der Papierbögen unter Verwendung der erfassten Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) mit einem berührungslosen Verfahren erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) im Inkjet-Verfahren erzeugt werden, vorzugsweise dass dabei eine Tintenflugzeitkompensation durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) durch Laserkennzeichnung erzeugt werden, wobei vorzugsweise in Schritt a) lasersensitive Merkmalsstoffe in das Papier eingebracht werden oder nach der Papierherstellung lasersensitive Merkmalsstoffe auf die Papierbahn aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) durch Laserkennzeichnung gleichzeitig auf der Vorderseite und Rückseite der Papierbahn Kennzeichnungsmarken erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungsmarken in Schritt d) mit einem Druckverfahren, insbesondere im rotativen Flexodruck, rotativen Offsetdruck oder rotativen Siebdruck erzeugt werden.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) dunkle, insbesondere schwarze Kennzeichnungsmarken erzeugt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit – einer Transporteinrichtung zum Transport der endlosen Papierbahn, – einer ersten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen von zwei oder mehr Wasserzeichenmarken auf der endlosen Papierbahn, – einer ersten Auswerteeinrichtung zum Bestimmen der Markenpositionen mit geringeren Positionsabweichungen, – einer Kennzeichnungseinrichtung zum Erzeugen der farbigen Kennzeichnungsmarken an den bestimmten Markenpositionen der Papierbahn, – einer zweiten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen von erzeugten Kennzeichnungsmarken, – einer Einrichtung zum Erzeugen der durchgehenden Öffnungen in der Papierbahn unter Verwendung der erfassten Positionen der erzeugten Kennzeichnungsmarken, wobei die durchgehenden Öffnungen jeweils genau eine, senkrecht zur Längsrichtung der endlosen Papierbahn angeordnete gerade Kante aufweisen, – einer dritten Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten, – einer Einrichtung zum Aufbringen der Folie mit auf die Papierbahn aufzubringenden Sicherheitsmerkmalen auf die Papierbahn unter Verwendung der erfassten Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Positionen der in den erzeugten durchgehenden Öffnungen enthaltenen geraden Kanten einen Kontrastsensor oder einen Durchlichtsensor umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungseinrichtung einen Inkjet-Drucker oder einen Laserschreiber umfasst.