DE102015015378A1

DE102015015378A1 - Embossing device for embossing micro- or nanostructures

Info

Publication number: DE102015015378A1
Application number: DE102015015378.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rauch; Frank Sievers; Georg Kiefersauer; Birgit Seiß; Christian Fuhse; Andreas Pretsch; Michael Rahm; Manfred Heim; Winfried Hoffmüller; Herbert Zaschka
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-06-01
Also published as: EP3380335B1; ES2751419T3; EP3380335A1; CN108290438B; CN108290438A; WO2017088965A1; DK3380335T3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Sicherheitselementen, wobei die Sicherheitselemente auf einer Vorderseite und einer Rückseite einer Folienbahn angeordnet sind und aus Prägestrukturen in einer Lackschicht mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern bestehen. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung in Beförderungsrichtung der Folienbahn die folgenden Einrichtungen auf: eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Folienbahn, ein erstes Druckwerk zum Aufbringen einer ersten Lackschicht, die mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, auf die Rückseite der Folienbahn, ein erstes Prägewerk zum Prägen von ersten Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die erste Lackschicht, ein zweites Druckwerk zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht, die mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, auf die Vorderseite der Folienbahn, ein zweites Prägewerk zum Prägen von zweiten Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die zweite Lackschicht. Erfindungsgemäß läuft die Folienbahn in das erste Druckwerk von unten bzw. schräg unten, in das erste Prägewerk von oben bzw. schräg oben, in das zweite Druckwerk ebenfalls von oben bzw. schräg oben und in das zweite Prägewerk wiederum von unten bzw. schräg unten ein. Alternativ dazu läuft die Folienbahn in das erste Druckwerk von oben bzw. schräg oben, in das erste Prägewerk von unten bzw. schräg unten, in das zweite Druckwerk ebenfalls von unten bzw. schräg unten und in das zweite Prägewerk wiederum von oben bzw. schräg oben ein.The invention relates to a device for producing security elements, wherein the security elements are arranged on a front side and a rear side of a film web and consist of embossed structures in a lacquer layer with dimensions in the range of micrometers or nanometers. According to the invention, the device has the following equipment in the conveying direction of the film web: a device for providing a film web, a first printing unit for applying a first lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, to the rear side of the film web, a first embossing unit for embossing first structures with dimensions in the range of micrometers or nanometers in the first coating layer, a second printing unit for applying a second coating layer which is curable by means of ultraviolet radiation, on the front side of the film web, a second embossing machine for embossing of second structures with dimensions in the range of micro - or nanometers in the second coat of paint. According to the invention, the film web runs in the first printing unit from below or obliquely down, in the first embossing from above or obliquely above, in the second printing unit also from above or obliquely above and in the second embossing again from below or diagonally below , Alternatively, the film web runs in the first printing unit from above or obliquely above, in the first embossing from below or obliquely down, in the second printing unit also from below or obliquely down and in the second embossing again from above or diagonally above one.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Sicherheitselementen, wobei die Sicherheitselemente auf einer Vorderseite und einer Rückseite einer Folienbahn angeordnet sind und aus Prägestrukturen in einer Lackschicht mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern bestehen.The invention relates to a device for producing security elements, wherein the security elements are arranged on a front side and a rear side of a film web and consist of embossed structures in a lacquer layer with dimensions in the range of micrometers or nanometers.

Eine Vorrichtung für das Herstellen eines Wertdokumentsubstrats ist aus WO 2013/075811 A2 bekannt, wobei die Vorrichtung in Transportrichtung des Substrats eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Substrats, insbesondere eines Papiersubstrats, eine erste Folienapplikationseinrichtung für das Aufbringen eines ersten Folienelements auf eine erste Substratseite und eine zweite Folienapplikationseinrichtung für das Aufbringen eines zweiten Folienelements auf eine zweite Substratseite aufweist. Bei dieser Vorrichtung sind die erste Folienapplikationseinrichtung und die zweite Folienapplikationseinrichtung so angeordnet, dass das erste Folienelement und das zweite Folienelement ohne Wendung des Substrats auf den gegenüberliegenden Seiten des Substrats aufgebracht werden.An apparatus for producing a value document substrate is done WO 2013/075811 A2 In the transport direction of the substrate, the device has a device for providing a substrate, in particular a paper substrate, a first film application device for applying a first film element to a first substrate side and a second film application device for applying a second film element to a second substrate side. In this device, the first film application device and the second film application device are arranged such that the first film element and the second film element are applied to the opposite sides of the substrate without turning the substrate.

Das Aufbringen eines Folienelements ist jedoch nicht vergleichbar mit dem Aufbringen einer Lackschicht auf eine Seite eines Substrats in Form einer Folienbahn und dem anschließenden Einbringen von Prägestrukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern. Vielmehr erfordert das Aufbringen einer Lackschicht und das anschließende Einbringen von Prägestrukturen andere technische Mittel und eine andere technische Herangehensweise.However, the application of a film element is not comparable to the application of a lacquer layer on one side of a substrate in the form of a film web and the subsequent introduction of embossed structures with dimensions in the range of micrometers or nanometers. Rather, the application of a lacquer layer and the subsequent introduction of embossed structures requires other technical means and a different technical approach.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden.The invention is therefore the object of developing a generic method such that the disadvantages of the prior art are eliminated.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung in Beförderungsrichtung der Folienbahn die folgenden Einrichtungen auf:

• eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Folienbahn,
• ein erstes Druckwerk zum Aufbringen einer ersten Lackschicht, die mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, auf die Rückseite der Folienbahn, wobei die Folienbahn von unten oder mindestens von schräg unten in das erste Druckwerk einläuft, ein derartiges Druckwerk ist beispielsweise ein Flexodruckwerk,
• ein erstes Prägewerk zum Prägen von ersten Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die erste Lackschicht wobei die Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben in das erste Prägewerk einläuft,
• ein zweites Druckwerk zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht, die mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, auf die Vorderseite der Folienbahn, wobei die Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben in das zweite Druckwerk einläuft, ein derartiges Druckwerk ist beispielsweise ein Flexodruckwerk,
• ein zweites Prägewerk zum Prägen von zweiten Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die zweite Lackschicht wobei die Folienbahn von unten oder mindestens von schräg unten in das zweite Prägewerk einläuft.

According to a first aspect of the invention, the device has the following features in the conveying direction of the film web:

A device for providing a film web,
A first printing unit for applying a first lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, onto the rear side of the film web, wherein the film web enters the first printing unit from below or at least obliquely from below, such a printing unit is, for example, a flexographic printing unit,
A first embossing unit for embossing first structures having dimensions in the range of micrometers or nanometers into the first lacquer layer, with the film web entering from above or at least obliquely from above into the first embossing unit,
A second printing unit for applying a second lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, to the front side of the film web, wherein the film web enters the second printing unit from above or at least obliquely from above, such a printing unit is for example a flexographic printing unit,
A second embossing unit for embossing second structures with dimensions in the range of micrometers or nanometers into the second lacquer layer, wherein the film web runs from below or at least from obliquely downwards into the second embossing unit.

Gemäß einem zweiten, alternativen Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung in Beförderungsrichtung der Folienbahn die folgenden Einrichtungen auf:

• eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Folienbahn,
• ein erstes Druckwerk zum Aufbringen einer ersten Lackschicht, die mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, auf die Rückseite der Folienbahn, wobei die Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben in das erste Druckwerk einläuft, ein derartiges Druckwerk ist beispielsweise ein Flexodruckwerk,
• ein erstes Prägewerk zum Prägen von ersten Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die erste Lackschicht, wobei die Folienbahn von unten oder mindestens von schräg unten in das erste Prägewerk einläuft,
• ein zweites Druckwerk zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht, die mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, auf die Vorderseite der Folienbahn, wobei die Folienbahn von unten oder mindestens von schräg unten in das zweite Druckwerk einläuft, ein derartiges Druckwerk ist beispielsweise ein Flexodruckwerk,
• ein zweites Prägewerk zum Prägen von zweiten Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die zweite Lackschicht wobei die Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben in das zweite Prägewerk einläuft.

According to a second, alternative aspect of the invention, the device has the following features in the conveying direction of the film web:

A device for providing a film web,
A first printing unit for applying a first lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, onto the rear side of the film web, wherein the film web enters the first printing unit from above or at least obliquely from above, such a printing unit is for example a flexographic printing unit,
A first embossing unit for embossing first structures having dimensions in the range of micrometers or nanometers into the first lacquer layer, wherein the foil web enters the first embossing machine from below or at least obliquely from below,
A second printing unit for applying a second lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, to the front side of the film web, wherein the film web enters the second printing unit from below or at least obliquely from below, such a printing unit is, for example, a flexographic printing unit,
A second embossing unit for embossing second structures having dimensions in the range of micrometers or nanometers into the second lacquer layer, with the film web entering from above or at least obliquely from above into the second embossing unit.

Der erste Aspekt der Erfindung unterscheidet sich dabei von dem zweiten Aspekt lediglich dadurch, dass sich die Richtungen des Einlaufs der Folienbahn in die Druck- bzw. Prägewerke jeweils umkehren. Bei dem ersten Aspekt der Erfindung läuft die Folienbahn in das erste Druckwerk von unten bzw. schräg unten, in das erste Prägewerk von oben bzw. schräg oben, in das zweite Druckwerk ebenfalls von oben bzw. schräg oben und in das zweite Prägewerk wiederum von unten bzw. schräg unten ein, wohingegen bei dem zweiten Aspekt die Folienbahn in das erste Druckwerk von oben bzw. schräg oben, in das erste Prägewerk von unten bzw. schräg unten, in das zweite Druckwerk ebenfalls von unten bzw. schräg unten und in das zweite Prägewerk wiederum von oben bzw. schräg oben einläuft.The first aspect of the invention differs from the second aspect only in that the directions of the inlet of the film web in the printing or embossing each reverse. In the first aspect of the invention, the film web runs in the first printing unit from below or obliquely down, in the first embossing from above or obliquely above, in the second printing unit also from above or obliquely above and in the second embossing again from below or obliquely down, whereas in the second aspect, the film web in the first printing unit from above or obliquely above, in the first embossing from below or obliquely down, in the second printing unit also from below or obliquely down and in the second embossing again from above or obliquely enters at the top.

Bei den jeweiligen beiden Prägewerken wird die Folienbahn in Beförderungsrichtung zuerst mit der Seite, auf der sich die noch nicht gehärtete Lackschicht befindet, durch einen Presseur an einen Prägezylinder gepresst, auf dessen Oberfläche sich die zu prägenden Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich befinden. Hierbei formen sich die Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich in die Lackschicht ab. Anschließend wird die Lackschicht durch eine ultraviolette Strahlung einer Quelle für ultraviolette Strahlung gehärtet.In the two embossing mills, the film web is first pressed in the conveying direction with the side on which the not yet cured paint layer, by a impression roller to an embossing cylinder on the surface of which are to be embossed structures in the micro or nanometer range. In the process, the structures in the micrometer or nanometer range are formed into the lacquer layer. Subsequently, the resist layer is cured by ultraviolet radiation from a source of ultraviolet radiation.

Von oben im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die Folienbahn senkrecht oder mindestens nahezu senkrecht von oben bzw. in Richtung der Gewichtskraft oder nahezu in Richtung der Gewichtskraft auf einen Prägezylinder eines Prägewerks bzw. einen Druckzylinder eines Druckwerks zugeführt wird. Mindestens von schräg oben im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die Folienbahn mit einem Winkel in einem Bereich von mehr als waagrecht bis nahezu senkrecht von oben auf den Prägezylinder bzw. den Druckzylinder zugeführt wird, wobei die Folienbahn insbesondere nicht waagrecht auf den Prägezylinder bzw. den Druckzylinder zugeführt wird.From above in the sense of this invention means that the film web is fed perpendicularly or at least almost vertically from above or in the direction of the weight force or almost in the direction of the weight force on an embossing cylinder of a stamping mill or a printing cylinder of a printing unit. At least obliquely from above in the sense of this invention means that the film web is fed at an angle in a range of more than horizontal to almost perpendicular from above on the embossing cylinder or the printing cylinder, the film web in particular not horizontally on the embossing cylinder or the Pressure cylinder is supplied.

Von unten im Sinne dieser Erfindung bedeutet dabei entsprechend, dass die Folienbahn senkrecht oder mindestens nahezu senkrecht von unten bzw. entgegen der Richtung der Gewichtskraft oder nahezu entgegen der Richtung der Gewichtskraft auf einen Prägezylinder eines Prägewerks bzw. einen Druckzylinder eines Druckwerks zugeführt wird. Mindestens von schräg unten im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die Folienbahn mit einem Winkel in einem Bereich von mehr als waagrecht bis nahezu senkrecht von unten auf den Prägezylinder bzw. den Druckzylinder zugeführt wird, wobei die Folienbahn insbesondere nicht waagrecht auf den Prägezylinder bzw. den Druckzylinder zugeführt wird.From below in the sense of this invention means correspondingly that the film web is fed perpendicular or at least almost vertically from below or against the direction of gravity or almost against the direction of gravity on an embossing cylinder of a stamping or a printing cylinder of a printing unit. At least obliquely from below in the context of this invention means that the film web is fed at an angle in a range of more than horizontal to almost perpendicular from below onto the embossing cylinder or the printing cylinder, wherein the film web in particular not horizontally on the embossing cylinder or the Pressure cylinder is supplied.

Die Begriffe „Vorderseite” oder „Rückseite” der Folienbahn sind relative Begriffe, die auch als „die eine” und „die gegenüberliegende” Seite bezeichnet werden können und die den überwiegenden Anteil der Gesamtoberfläche der Folienbahn bilden. Ausdrücklich nicht umfasst mit diesen Begriffen sind die Seitenflächen der Folienbahn, die bei einer Dicke der Folienbahn, die bei Kartenkörpern nur etwa einen Millimeter oder bei Banknoten nur Bruchteile eines Millimeters beträgt, verschwindend gering sind und üblicherweise nicht mit Sicherheitselementen oder Beschichtungen versehen werden bzw. werden können.The terms "front side" or "back side" of the film web are relative terms, which may also be referred to as "the one" and "the opposite" side, and which constitute the overwhelming portion of the overall surface of the film web. Specifically not included with these terms are the side surfaces of the film web, which are at a thickness of the film web, which is only fractions of a millimeter in card bodies or banknotes only fractions of a millimeter, are negligible and are usually not provided with security elements or coatings or can.

Erfindungsgemäß wird die Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben zum ersten bzw. zweiten Prägezylinder geführt. Es hat sich dabei überraschend gezeigt, dass sich der Teil des Lacks der noch nicht gehärteten Lackschicht, der sich in Beförderungsrichtung unmittelbar vor der Stelle aufstaut, an der die Lackschicht den Prägezylinder berührt und dort einen sogenannten „Lackkeil” bildet, zu einer größeren benetzten Fläche auf der Oberfläche des Prägezylinders führt. Der Lackkeil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zudem nicht ungleichmäßig verteilt und seine geometrische Form und Verteilung nicht stochastisch ausgeprägt. Damit ergibt sich auf der Folienbahn sowohl vor als auch während und nach dem Prägen mit Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich eine Lackschicht mit vorhersagbarer und gleichmäßiger Dicke und größerer Breite sowie einer vorhersagbaren und konstanten Position auf der Folienbahn. Dies führt besonders vorteilhaft zu einem Endprodukt mit konstanten und vorhersagbaren Eigenschaften und zu einem geringeren Ausschuss, d. h. zu weniger fehlerhaft bzw. nicht den Vorgaben entsprechenden geprägten Endprodukten, wie beispielsweise Sicherheitsfäden oder Sicherheitsstreifen mit diffraktiven oder spiegelartigen Strukturen in bzw. auf Banknoten.According to the invention, the film web is guided from above or at least obliquely from above to the first or second embossing cylinder. It has surprisingly been found that the part of the lacquer of the not yet cured lacquer layer, which accumulates in the direction of transport immediately before the point at which the lacquer layer touches the embossing cylinder and forms a so-called "paint wedge" there, to a larger wetted surface on the surface of the embossing cylinder leads. The paint wedge of the device according to the invention is also not distributed unevenly and its geometric shape and distribution not stochastisch pronounced. This results in the film web both before and during and after embossing with structures in the micro or nanometer range, a resist layer with predictable and uniform thickness and greater width and a predictable and constant position on the film web. This results in a particularly advantageous end product with constant and predictable properties and less waste, i. H. to less faulty or non-compliant embossed end products, such as security threads or security strips with diffractive or mirror-like structures in or on banknotes.

Ursache für diese größere benetzte Fläche auf der Oberfläche des Prägezylinders bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Gravitationskraft die Lackschicht zusätzlich zur Bewegungsrichtung der Folienbahn zu der Stelle führt, an der die Folienbahn den Prägezylinder berührt. Im Gegensatz dazu wird bei dem Verfahren des Standes der Technik die Lackschicht durch die Gravitationskraft vom Prägezylinder weggezogen.The reason for this larger wetted area on the surface of the embossing cylinder in the method according to the invention is that the gravitational force leads the lacquer layer in addition to the direction of movement of the film web to the point at which the film web contacts the embossing cylinder. In contrast, in the prior art method, the lacquer layer is pulled away from the embossing cylinder by the gravitational force.

Weiterer Vorteil des Lackkeils ist es, dass durch die größere benetzte Fläche auf der Oberfläche des Prägezylinders die Zeit zum Entweichen der Luft aus den Prägestrukturen auf der Oberfläche des Prägezylinders steigt, so dass die Lackschicht bei höher Geschwindigkeit der Folienbahn und gleichbleibender Anzahl der Luftblasen in der geprägten Lackschicht oder alternativ dazu bei gleicher Geschwindigkeit der Folienbahn aber reduzierter Anzahl der Luftblasen in der geprägten Lackschicht geprägt werden kann.Another advantage of the paint wedge is that due to the larger wetted surface on the surface of the embossing cylinder, the time for the escape of air from the embossing structures on the surface of the embossing cylinder increases, so that the paint layer at higher speed of the film web and the same number of air bubbles in the embossed lacquer layer or alternatively at the same speed of the film web but reduced number of air bubbles can be embossed in the embossed lacquer layer.

Derartige Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern werden insbesondere zur Erhöhung des Fälschungsschutzes von Wertdokumenten verwendet, insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Passe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Die Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern sind beispielsweise diffraktive Strukturen, Mikrospiegel, Mattstrukturen oder Mottenaugenstrukturen.Such structures with dimensions in the range of microns or nanometers are used in particular for increasing the protection against forgery of documents of value, in particular banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other counterfeit-endangered papers, such as passports and other identity documents, as well Cards, like For example, credit or debit cards, and also product security elements, such as labels, seals, packaging and the like. The structures with dimensions in the range of micrometers or nanometers are, for example, diffractive structures, micromirrors, matt structures or moth-eye structures.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Druckwerk, das erste Prägewerk, das zweite Druckwerk und das zweite Prägewerk so angeordnet sind, dass die Prägestrukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern ohne Wendung der Folienbahn in die erste Lackschicht und in die zweite Lackschicht eingebracht werden. Die Folienbahn muss somit besonders vorteilhaft nicht durch eine Wendevorrichtung geführt werden, bei der die Folienbahn in Beförderungsrichtung derart um 180° gedreht wird, dass die bisherige Vorderseite und die bisherige Rückseite der Folienbahn vertauscht werden.According to a preferred embodiment, it is provided that the first printing unit, the first embossing, the second printing unit and the second embossing are arranged so that the embossed structures with dimensions in the range of microns or nanometers without turning the film web in the first lacquer layer and in the second lacquer layer are introduced. The film web therefore does not have to be guided in a particularly advantageous manner by a turning device in which the film web is rotated in the conveying direction by 180 ° so that the previous front side and the previous rear side of the film web are interchanged.

Durch den Wegfall der Wendung bzw. der Wendevorrichtung ergibt sich der besondere Vorteil, dass die Führung der Folienbahn wesentlich ruhiger erfolgt, so dass die Folienbahn weder Schwingungen oder stochastische Bewegungen in der Ebene der Folienbahn noch in Richtung senkrecht zur Oberfläche der Folienbahn durchführt bzw. derartige Schwingungen oder stochastische Bewegungen weitestgehend vermieden werden können. Es ergibt sich somit eine besonders gute Passerung oder Registerhaltigkeit zwischen der Prägung ersten Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die erste Lackschicht, die sich auf der Rückseite der Folienbahn befindet, und der zweiten Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die zweite Lackschicht, die sich auf der Vorderseite der Folienbahn befindet.By eliminating the turn or the turning device, there is the particular advantage that the leadership of the film web is much quieter, so that the film web neither oscillations or stochastic movements in the plane of the film web still performs in the direction perpendicular to the surface of the film web or such Vibrations or stochastic movements can be largely avoided. This results in a particularly good registration or registration between the embossing of first structures with dimensions in the range of micrometers or nanometers in the first coating layer, which is located on the back of the film web, and the second structures with dimensions in the range of micro or Nanometers in the second coat of paint, which is located on the front of the film web.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in Beförderungsrichtung der Folienbahn vor dem ersten Druckwerk eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung der Rückseite der Folienbahn mittels Koronaentladung, Atmosphärenplasma- oder Flammvorbehandlung angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch in Beförderungsrichtung der Folienbahn vor dem zweiten Druckwerk eine entsprechende Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung der Vorderseite der Folienbahn angeordnet sein. Durch diese Oberflächenbehandlung erhöht sich vorteilhaft die Haftung und/oder Verlauf der Vorder- bzw. Rückseite der Folienbahn für eine Lackschicht.According to a further preferred embodiment, provision is made for a device for surface treatment of the rear side of the film web to be arranged by means of corona discharge, atmospheric plasma or flame pretreatment in the direction of transport of the film web in front of the first printing unit. Additionally or alternatively, a corresponding device for surface treatment of the front side of the film web can also be arranged in the conveying direction of the film web in front of the second printing unit. This surface treatment advantageously increases the adhesion and / or course of the front or rear side of the film web for a lacquer layer.

Die Dicke der Lackschicht beträgt bevorzugt 0,5 μm bis 20 μm, besonders bevorzugt 2 μm bis 15 μm und ganz besonders bevorzugt 2 μm bis 8 μm.The thickness of the lacquer layer is preferably 0.5 μm to 20 μm, particularly preferably 2 μm to 15 μm and very particularly preferably 2 μm to 8 μm.

Die Folienbahn besteht beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polypropylen (PP) oder Polycarbonat (PC) mit einer Dicke für Sicherheitsfäden oder Sicherheitsfolien von bevorzugt 8 μm bis 36 μm, für Banknoten aus Polymer oder für Folienverbundbanknoten bis 100 μm oder für Kartenkörper bis 200 μm.The film web consists for example of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene (PP) or polycarbonate (PC) with a thickness for security threads or security films of preferably 8 .mu.m to 36 .mu.m, for banknotes made of polymer or for composite film banknotes up to 100 .mu.m or for card bodies up to 200 μm.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in Beförderungsrichtung der Folienbahn nach dem zweiten Druckwerk eine drittes Druckwerk zum Aufbringen einer Waschfarbe auf die zweite Lackschicht auf der Vorderseite der Folienbahn angeordnet ist. Ein derartiges Druckwerk und Druckverfahren ist beispielsweise aus WO 99/13157 A1 bekannt. Mit diesem Druckwerk wird eine Waschfarbe appliziert, mit der eine darüberliegende Abdeckschicht, die in einem nachfolgenden Verfahren auf die Waschfarbe aufgebracht wird, wieder mit einer Flüssigkeit durch Auswaschen entfernt werden kann. Die Abdeckschicht besteht beispielsweise aus einer oder mehreren metallischen Schichten, die auf die Waschfarbe aufgedampft werden.According to a further preferred embodiment it is provided that in the direction of transport of the film web to the second printing unit, a third printing unit for applying a wash ink on the second lacquer layer on the front side of the film web is arranged. Such a printing and printing process is for example off WO 99/13157 A1 known. With this printing unit, a washing ink is applied, with which an overlying covering layer, which is applied to the washing ink in a subsequent process, can be removed again with a liquid by washing. The cover layer consists, for example, of one or more metallic layers which are vapor-deposited onto the wash ink.

In Prägevorrichtungen des Standes der Technik werden Prägezylinder mit in Bewegungsrichtung der Folienbahn größer werdenden Durchmessern eingesetzt, um die mechanische Spannung der Folienbahn innerhalb der gesamten Druck- und Prägevorrichtung konstant zu halten. Hierbei wird der Durchmesser bzw. der Umfang der Prägezylinder mit zunehmender Entfernung von der Folienabrollung um jeweils 0,1 mm bis 0,5 mm größer. Eine Korrektur von möglichen Abweichungen zwischen den einzelnen Vorgängen erfolgt über eine Registerregelung. Dies bedeutet, dass eine Registerabweichung durch eine Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit des entsprechenden Prägezylinders korrigiert wird. Hierbei entsteht jedoch nachteilhaft ein Unterschied zwischen der Geschwindigkeit der Oberfläche des Prägezylinders und der Geschwindigkeit der Oberfläche der Folienbahn. Beim UV-Prägen sind jedoch die ausgehärten Strukturen auf der Folienbahn bzw. der Lackschicht mit dem Prägezylinder so stark verzahnt, dass diese Art von Korrektur von Registerfehlern nicht möglich ist.In embossing devices of the prior art embossing cylinders are used with increasing diameter in the direction of movement of the film web to keep the mechanical tension of the film web within the entire printing and embossing device constant. Here, the diameter or the circumference of the embossing cylinder becomes larger with increasing distance from the Folienabrollung by 0.1 mm to 0.5 mm. A correction of possible deviations between the individual processes takes place via a register control. This means that a register deviation is corrected by a change in the rotational speed of the corresponding embossing cylinder. However, this disadvantageously creates a difference between the speed of the surface of the embossing cylinder and the speed of the surface of the film web. In UV embossing, however, the hardened structures on the film web or the lacquer layer are so strongly interlocked with the embossing cylinder that this type of correction of registration errors is not possible.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass das erste Prägewerk einen ersten Prägezylinder aufweist, auf dessen Oberfläche sich die zu prägenden ersten Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich befinden, und das zweite Prägewerk einen zweiten Prägezylinder aufweist, auf dessen Oberfläche sich die zu prägenden zweiten Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich befinden, wobei der Durchmesser des ersten Prägezylinders und der Durchmesser des zweiten Prägezylinders gleich groß sind und der erste und der zweite Prägezylinder die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen. Der Durchmesser bzw. Umfang beider Prägezylinder muss jedoch nicht exakt gleich groß sein. Vielmehr ist es auch möglich, dass der zweite Prägezylinder einen um bis zu 2 mm kleineren Umfang als der erste Prägezylinder aufweist, so dass der Umfang der Prägezylinder im Gegensatz zu Prägevorrichtungen des Standes der Technik mit zunehmender Entfernung von der Folienabrollung kleiner werden kann. Zu einem geringeren Umfang von Prägewellen kann es nicht nur durch deren Herstellungstoleranzen kommen, sondern auch durch den Einsatz von Sleeves, da deren Dicke ebenfalls in den effektiven Umfang des Prägezylinders eingeht. Die Sleeves unterliegen ebenfalls deutlichen Schwankungen in der Dicke, da ihre Herstellung durch galvanische Abformung erfolgt, die bekanntlich größeren Fertigungstoleranzen unterliegt.According to a further preferred embodiment, it is therefore provided that the first embossing machine has a first embossing cylinder, on the surface of which the first structures to be embossed are in the micrometer or nanometer range, and the second embossing machine has a second embossing cylinder, on the surface of which the embossing is to be embossed second structures are in the micron or nanometer range, wherein the diameter of the first embossing cylinder and the diameter of the second embossing cylinder are the same size and the first and the second embossing cylinder have the same rotational speed. However, the diameter or circumference of both embossing cylinders does not have to be exactly the same size. Rather, it is also possible that the second embossing cylinder has a smaller by up to 2 mm circumference than the first embossing cylinder, so that the circumference of the embossing cylinder can be smaller than the embossing devices of the prior art with increasing distance from the Folienrollollung. To a lesser extent of embossing shafts, it can come not only by their manufacturing tolerances, but also by the use of sleeves, since their thickness is also included in the effective scope of the embossing cylinder. The sleeves are also subject to significant variations in thickness, since their production is carried out by galvanic molding, which is known to be subject to greater manufacturing tolerances.

Somit können Prägungen auf beiden Seiten der Folienbahn oder mehrere Prägungen auf einer Seite der Folienbahn jeweils zueinander gepassert, d. h. im exakten Register zueinander aufgebracht werden. Die Vorrichtung wird hierfür bevorzugt in drei Bereiche eingeteilt. Den ersten Bereich bildet die Einrichtung zum Bereitstellen einer Folienbahn und das erste Druckwerk und der Bereich bis zum Eingang in das erste Prägewerk. In diesem Bereich wird die Folie abgewickelt und mit einer Lackschicht, die mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, sogenanntem UV-Lack, vollflächig oder in Form eines Motivs bedruckt. Anschließend wird die mechanische Spannung der Folienbahn derart eingestellt, dass die Prägung der ersten Strukturen in die erste Lackschicht einer elastisch gedehnten Folienbahn eingebracht wird.Thus, embossings on both sides of the film web or multiple embossments on one side of the film web can be matched to each other, d. H. be applied to each other in the exact register. The device is preferably divided into three areas. The first area is the device for providing a film web and the first printing unit and the area up to the entrance to the first embossing unit. In this area, the film is unwound and printed with a varnish layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, so-called UV varnish, printed over the entire surface or in the form of a motif. Subsequently, the mechanical tension of the film web is set such that the embossing of the first structures is introduced into the first lacquer layer of an elastically stretched film web.

Den zweiten Bereich bildet das erste Prägewerk und der Bereich bis zum Eingang in das zweite Druckwerk. In diesem Bereich wird die mechanische Spannung der Folienbahn im Vergleich zu ersten Bereich abgesenkt. Hierdurch entspannt sich die Folienbahn und zieht sich nahezu elastisch wieder zusammen, was zu einer Verkürzung der Bogenlänge führt.The second area is formed by the first stamping mill and the area up to the entrance to the second printing unit. In this area, the mechanical tension of the film web is lowered compared to the first area. As a result, the film web relaxes and contracts almost elastically again, which leads to a shortening of the arc length.

Den dritten Bereich bildet das zweite Druckwerk und das zweite Prägewerk. In diesem Bereich wird die mechanische Spannung der Folienbahn so angepasst, dass die Bogenlänge der gedehnten Folienbahn exakt dem Umfang des zweiten Prägezylinders entspricht. Eine Passerung der zweiten Lackschicht in Bezug auf die erste Lackschicht kann mittels Registerregelung durchgeführt werden, da der Druckzylinder einen gewissen Schlupf aufgrund der noch nicht ausgehärteten Lackschicht aufweisen darf.The third area is the second printing unit and the second stamping unit. In this area, the mechanical tension of the film web is adjusted so that the arc length of the stretched film web corresponds exactly to the circumference of the second embossing cylinder. A registration of the second lacquer layer with respect to the first lacquer layer can be carried out by means of register control, since the printing cylinder must have a certain slip due to the not yet cured lacquer layer.

Durch Erhöhung oder Verminderung der mechanischen Spannung der Folienbahn kann somit die Position und Geometrie der Folienbahn zwischen der Prägung der ersten Strukturen und der Prägung der zweiten Strukturen bestimmt bzw. korrigiert werden, so dass die Prägung der ersten Strukturen und der Prägung der zweiten Strukturen im exakten Passer zueinander erfolgen.By increasing or decreasing the mechanical tension of the film web, the position and geometry of the film web between the embossing of the first structures and the embossing of the second structures can thus be determined or corrected, so that the embossing of the first structures and the embossing of the second structures in the exact Passer to each other.

Beispielsweise weist die Folienbahn eine Dicke von 12 μm und eine Breite von 810 mm auf. Im ersten Bereich erfolgt die Prägung mit einer mechanischen Spannung der Folienbahn von 200 N, wobei der erste Prägezylinder einen Umfang von 500 mm aufweist. Es ergibt sich eine Bogenlänge von 500 mm im gedehnten Zustand. Im zweiten Bereich erfolgt eine Verminderung der mechanischen Spannung der Folienbahn auf 50 N, es ergibt sich eine Bogenlänge von 498,5 mm. Im dritten Bereich erfolgt eine Anpassung der mechanischen Spannung der Folienbahn derart, dass die Bogenlänge exakt dem Umfang des zweiten Prägezylinders entspricht. Bei einem Umfang des zweiten Prägezylinders von beispielsweise 499,5 mm ergibt sich dabei eine mechanischen Spannung der Folienbahn von etwa 150 N.For example, the film web has a thickness of 12 microns and a width of 810 mm. In the first area, the embossing takes place with a mechanical tension of the film web of 200 N, wherein the first embossing cylinder has a circumference of 500 mm. The result is an arc length of 500 mm in the stretched state. In the second area, a reduction of the mechanical tension of the film web to 50 N, resulting in an arc length of 498.5 mm. In the third area, an adaptation of the mechanical tension of the film web takes place such that the arc length corresponds exactly to the circumference of the second embossing cylinder. With a circumference of the second embossing cylinder of, for example, 499.5 mm, this results in a mechanical tension of the film web of about 150 N.

Die Positionierung der Prägung der ersten Strukturen zu der Prägung der zweiten Strukturen erfolgt bevorzugt anhand von Registermarken, welche automatisch ausgelesen werden und zu einer Korrektur der mechanischen Spannung der Folienbahn führen. Hierbei können zum Beispiel optische Registermarken, beispielsweise Doppelkeilmarken, verwendet werden, welche zusätzlich in die Prägezylinder eingebracht sind und beim Prägevorgang mit in die Lackschicht abgeformt werden. Nach dem Durchlauf durch das zweite Prägewerk werden die relativen Positionen der Registermarken beider Prägewerke zueinander ermittelt und der Positionsfehler bestimmt.The embossing of the first structures to the embossing of the second structures is preferably carried out on the basis of register marks, which are automatically read out and lead to a correction of the mechanical tension of the film web. Here, for example, optical register marks, such as double wedge marks, can be used, which are additionally introduced into the embossing cylinder and are molded during the embossing process in the paint layer. After passing through the second embossing unit, the relative positions of the register marks of both embossing units are determined relative to one another and the position error is determined.

Beispielsweise werden zwei Doppelkeilmarken, eine des ersten Prägewerks und eine des zweiten Prägewerks, mit einer Lichtschranke ausgelesen. Aus den Signalen der Lichtschranke wird der zeitliche Unterschied zwischen der ersten Doppelkeilmarke und der zweiten Doppelkeilmarke bestimmt. Dieser zeitliche Unterschied muss bei allen Registermarken konstant sein, Abweichungen führen zu einem Regeleingriff, beispielsweise eine Anpassung der mechanischen Spannung der Folienbahn.For example, two double wedge marks, one of the first stamping mill and one of the second stamping mill, are read out with a light barrier. The time difference between the first double wedge mark and the second double wedge mark is determined from the signals of the light barrier. This time difference must be constant for all register marks, deviations lead to a control intervention, for example an adaptation of the mechanical tension of the film web.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations, without departing from the scope of the present invention, insofar as this is covered by the scope of the claims.

Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen eine bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wieder. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.Reference to the following embodiments and the additional figures, the advantages of the invention will be explained. The exemplary embodiments represent a preferred embodiment, to which, however, the invention should in no way be limited. Furthermore, the representations in the figures of the better Because of understanding because highly schematized and do not reflect the realities. In particular, the proportions shown in the figures do not correspond to the conditions present in reality and serve exclusively to improve the clarity. Furthermore, the embodiments described in the following exemplary embodiments are reduced to the essential core information for the sake of clarity. In the practical implementation much more complex patterns or images can be used.

Im Einzelnen zeigen schematischIn detail, show schematically

1 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Sicherheitselementen, 1 in side view an inventive device for the production of security elements,

2 in Seitenansicht ein Prägeverfahren nach dem Stand der Technik, 2 in side view, a stamping method according to the prior art,

3 in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Prägeverfahren. 3 in side view an inventive embossing process.

1 zeigt in Seitenansicht eine Vorrichtung zur Herstellung von Sicherheitselementen, die auf einer Vorderseite und einer Rückseite einer Folienbahn angeordnet sind und aus Prägestrukturen in einer Lackschicht mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern bestehen. 1 shows in side view a device for producing security elements, which are arranged on a front side and a back side of a film web and consist of embossed structures in a lacquer layer with dimensions in the range of micrometers or nanometers.

Die Vorrichtung weist zunächst eine Einrichtung 1 zum Bereitstellen einer Folienbahn 2 auf, wobei die Folienbahn 2 eine Vorderseite 2.1 und eine Rückseite 2.2 aufweist. Einrichtung 1 besteht beispielsweise aus einer Spule oder Trommel, auf der die Folienbahn 2 aufgewickelt bereitgestellt wird und von der die Folienbahn 2 durch die Vorrichtung wieder abgewickelt wird. Über Umlenkrollen wird die Folienbahn 2 einer Vorrichtung A zur Oberflächenbehandlung der Rückseite 2.2 der Folienbahn 2 mittels Koronaentladung zugeführt, wobei eine Vorrichtung 3.1 die Koronaentladung erzeugt. Die Bewegungsrichtung der Folienbahn 2 wird durch Pfeile 9 dargestellt.The device initially has a device 1 for providing a film web 2 on, with the film web 2 a front side 2.1 and a back 2.2 having. Facility 1 consists for example of a coil or drum on which the film web 2 is wound up and from the the film web 2 is handled by the device again. About pulleys is the film web 2 a device A for surface treatment of the back 2.2 the film web 2 supplied by corona discharge, wherein a device 03.01 generates the corona discharge. The direction of movement of the film web 2 is by arrows 9 shown.

Anschließend wird die Folienbahn 2 dem ersten Druckwerk B zugeführt, das eine erste mittels ultravioletter Strahlung härtbare Lackschicht auf die Rückseite 2.2 der Folienbahn 2 aufbringt. Die Folienbahn 2 läuft hierbei in Richtung des Pfeils 9 von unten oder mindestens von schräg unten in das erste Druckwerk B mit dem Druckzylinder 5.1 ein. Bei dem Druckwerk B handelt es sich beispielsweise um ein Flexodruckwerk.Subsequently, the film web 2 supplied to the first printing unit B, which has a first curable by ultraviolet radiation coating layer on the back 2.2 the film web 2 applies. The foil web 2 runs in the direction of the arrow 9 from below or at least diagonally from below into the first printing unit B with the printing cylinder 5.1 one. The printing unit B is, for example, a flexographic printing unit.

Anschließend läuft die Folienbahn 2 in ein erstes Prägewerk C, das erste Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die erste Lackschicht prägt. Hierbei läuft die Folienbahn in Richtung des Pfeils 9 von oben oder mindestens von schräg oben in das erste Prägewerk C mit dem Prägezylinder 6.1 und dem Presseur 7.1 ein, wobei die Lackschicht durch ultraviolette Strahlung der Quelle 8.1 für ultraviolette Strahlung gehärtet wird.Then the film web runs 2 in a first embossing C, the first structures with dimensions in the range of microns or nanometers in the first coat of paint coins. Here, the film web runs in the direction of the arrow 9 from above or at least obliquely from above into the first embossing C with the embossing cylinder 6.1 and the impressionist 7.1 one, wherein the paint layer by ultraviolet radiation of the source 8.1 cured for ultraviolet radiation.

Anschließend läuft die Folienbahn 2 in ein zweites Druckwerk D. Im zweiten Druckwerk D wird zunächst die Oberfläche der Vorderseite 2.1 der Folienbahn 2 mittels Koronaentladung behandelt, wobei eine Vorrichtung 3.2 die Koronaentladung erzeugt. Anschließend bringt ein Druckzylinder 5.2 eine zweite Lackschicht, die mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, auf die Vorderseite 2.1 der Folienbahn 2 auf. Hierbei läuft die Folienbahn 2 in Richtung des Pfeils 9 von oben oder mindestens von schräg oben in das zweite Druckwerk D mit dem Druckzylinder 5.2 ein. Bei dem Druckwerk D handelt es sich beispielsweise um ein Flexodruckwerk.Then the film web runs 2 in a second printing D. In the second printing unit D is first the surface of the front 2.1 the film web 2 treated by corona discharge, with a device 3.2 generates the corona discharge. Then brings a pressure cylinder 5.2 a second lacquer layer which is curable by means of ultraviolet radiation, on the front side 2.1 the film web 2 on. Here the film web runs 2 in the direction of the arrow 9 from above or at least obliquely from above into the second printing unit D with the printing cylinder 5.2 one. The printing unit D is, for example, a flexographic printing unit.

Anschließend läuft die Folienbahn 2 in ein zweites Prägewerk E, das zweite Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die zweite Lackschicht prägt. Hierbei läuft die Folienbahn 2 in Richtung des Pfeils 9 von unten oder mindestens von schräg unten in das zweite Prägewerk E mit dem Prägezylinder 6.2 und dem Presseur 7.2 ein, wobei die Lackschicht durch ultraviolette Strahlung der Quelle 8.2 für ultraviolette Strahlung gehärtet wird.Then the film web runs 2 into a second embossing unit E, which embosses second structures with dimensions in the range of micrometers or nanometers into the second lacquer layer. Here the film web runs 2 in the direction of the arrow 9 from below or at least from diagonally below into the second embossing unit E with the embossing cylinder 6.2 and the impressionist 7.2 one, wherein the paint layer by ultraviolet radiation of the source 8.2 cured for ultraviolet radiation.

Anschließend läuft die Folienbahn 2 in ein drittes Druckwerk F, das eine Druckfarbe oder Waschfarbe auf die Vorderseite 2.1 der Folienbahn bzw. auf die zweite Lackschicht aufbringt.Then the film web runs 2 in a third printing unit F, which is an ink or wash ink on the front 2.1 the film web or on the second paint layer applies.

Über Umlenkrollen wird die Folienbahn 2 einer Vorrichtung G zur Oberflächenbehandlung der Vorderseite 2.1 der Folienbahn 2 bzw. der zweiten Lackschicht mittels Koronaentladung zugeführt, wobei eine Vorrichtung 3.3 die Koronaentladung erzeugt. Abschließend wickelt eine Vorrichtung 10 die Folienbahn 2 wieder auf eine Spule oder Trommel auf.About pulleys is the film web 2 a device G for surface treatment of the front side 2.1 the film web 2 or the second lacquer layer supplied by means of corona discharge, wherein a device 3.3 generates the corona discharge. Finally, a device wraps 10 the film web 2 back on a spool or drum.

Eine optionale Inspektion der Rückseite 2.2 der Folienbahn 2 erfolgt mit den Inspektionsvorrichtungen 4.1 und 4.2, eine Inspektion der Vorderseite 2.1 der Folienbahn 2 erfolgt mit der Inspektionsvorrichtung 4.3. Die Inspektionsvorrichtungen 4.1, 4.2 und 4.3 sind beispielsweise traversierende Kamerasysteme, die die jeweilige Oberfläche der Folienbahn 2 bzw. der entsprechend aufgebrachten Lackschichten optisch überwachen.An optional inspection of the back 2.2 the film web 2 done with the inspection devices 4.1 and 4.2 , an inspection of the front 2.1 the film web 2 done with the inspection device 4.3 , The inspection devices 4.1 . 4.2 and 4.3 For example, traversing camera systems are the respective surface of the film web 2 or visually monitor the correspondingly applied paint layers.

2 zeigt in Seitenansicht ein aus dem Stand der Technik bekanntes Prägeverfahren. Auf einer Folienbahn 15 befindet sich eine Lackschicht 16, wobei die Folienbahn in Bewegungsrichtung 9 von schräg unten auf eine Prägevorrichtung zugeführt wird. Die Prägevorrichtung besteht hierbei aus einem Prägezylinder 11, in dessen Oberfläche zu prägende Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern eingebracht sind, einem walzenförmig ausgestalteten Presseur 12, einer Quelle 4 für ultraviolette Strahlung sowie zwei Umlenkwalzen 13. Die Folienbahn 15 wird durch die erste Umlenkwalze 13 derart umgelenkt, dass die Lackschicht 16 mit dem Prägezylinder 11 in Kontakt kommt. Unmittelbar vor bzw. an dieser linienförmigen Kontaktstelle staut sich ein Teil der noch nicht gehärteten Lackschicht 16 auf und bildet dabei den ungleichmäßig geformten Lackkeil 18. Anschließend wird die Folienbahn 15 samt Lackschicht 6 durch den Presseur 12 gegen den Prägezylinder 11 gepresst und die Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die Lackschicht 16 abgeformt. Daraufhin wird die Lackschicht 16 durch elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich der Quelle 14 gehärtet und über eine zweite Umlenkwalze 13 vom Prägezylinder 11 wegeführt und nachfolgenden Bearbeitungsschritten zugeführt. 2 shows a side view of a known from the prior art embossing method. On a foil web 15 there is a paint layer 16 , wherein the film web in the direction of movement 9 fed obliquely from below onto an embossing device becomes. The embossing device consists of an embossing cylinder 11 , in the surface of which structures to be embossed having dimensions in the range of micrometers or nanometers are introduced, a roll-shaped impression roller 12 , a source 4 for ultraviolet radiation and two guide rollers 13 , The foil web 15 is through the first guide roller 13 redirected so that the paint layer 16 with the embossing cylinder 11 comes into contact. Immediately before or at this line-shaped contact point, a part of the not yet cured lacquer layer accumulates 16 and forms the unevenly shaped paint wedge 18 , Subsequently, the film web 15 including varnish layer 6 through the impressionist 12 against the embossing cylinder 11 pressed and the structures with dimensions in the range of microns or nanometers in the paint layer 16 shaped. Then the varnish layer becomes 16 by electromagnetic radiation in the ultraviolet wavelength range of the source 14 hardened and a second guide roller 13 from the embossing cylinder 11 led away and fed to subsequent processing steps.

3 zeigt in Seitenansicht das erfindungsgemäße Prägeverfahren, bei dem im Gegensatz zu dem Prägeverfahren aus 2 die Folienbahn 15 von schräg oben der Prägevorrichtung zugeführt wird. Die Folienbahn 15 wird durch die erste Umlenkwalze 13 derart umgelenkt, dass die Lackschicht 16 mit dem Prägezylinder 11 in Kontakt kommt. Unmittelbar vor bzw. an dieser linienförmigen Kontaktstelle staut sich ein Teil der noch nicht gehärteten Lackschicht 16 auf und bildet dabei den oben beschriebenen und besonders vorteilhaft gleichmäßig geformten Lackkeil 19. Anschließend wird die Folienbahn 15 samt Lackschicht 16 durch den Presseur 12 gegen den Prägezylinder 11 gepresst und die Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die Lackschicht 16 abgeformt. Daraufhin wird die Lackschicht 16 durch elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich der Quelle 14 gehärtet und über eine zweite Umlenkwalze 13 vom Prägezylinder 11 wegeführt und nachfolgenden Bearbeitungsschritten zugeführt. 3 shows a side view of the embossing process according to the invention, in which, in contrast to the embossing process 2 the film web 15 is fed from obliquely above the embossing device. The foil web 15 is through the first guide roller 13 redirected so that the paint layer 16 with the embossing cylinder 11 comes into contact. Immediately before or at this line-shaped contact point, a part of the not yet cured lacquer layer accumulates 16 and thereby forms the paint wedge described above and particularly advantageous evenly shaped 19 , Subsequently, the film web 15 including varnish layer 16 through the impressionist 12 against the embossing cylinder 11 pressed and the structures with dimensions in the range of microns or nanometers in the paint layer 16 shaped. Then the varnish layer becomes 16 by electromagnetic radiation in the ultraviolet wavelength range of the source 14 hardened and a second guide roller 13 from the embossing cylinder 11 led away and fed to subsequent processing steps.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2013/075811 A2 [0002]
WO 99/13157 A1 [0022]

Claims

Device for producing security elements, wherein the security elements are arranged on a front side and a rear side of a film web and consist of embossed structures in a lacquer layer with dimensions in the range of micrometers or nanometers, wherein the device has the following devices in the direction of transport of the film web: A device for providing a film web, A first printing unit for applying a first lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, to the rear side of the film web, wherein the film web enters the first printing unit from below or at least obliquely from below, A first embossing unit for embossing first structures having dimensions in the range of micrometers or nanometers into the first lacquer layer, wherein the film web enters the first embossing machine from above or at least obliquely from above, A second printing unit for applying a second lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, to the front side of the film web, wherein the film web enters the second printing unit from above or at least obliquely from above, A second embossing unit for embossing second structures with dimensions in the range of micrometers or nanometers into the second lacquer layer, wherein the film web runs from below or at least from obliquely downwards into the second embossing unit.

Device for producing security elements, wherein the security elements are arranged on a front side and a rear side of a film web and consist of embossed structures in a lacquer layer with dimensions in the range of micrometers or nanometers, wherein the device has the following devices in the direction of transport of the film web: A device for providing a film web, A first printing unit for applying a first lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, onto the rear side of the film web, wherein the film web enters the first printing unit from above or at least obliquely from above, A first embossing unit for embossing first structures having dimensions in the range of micrometers or nanometers into the first lacquer layer, wherein the foil web enters the first embossing machine from below or at least obliquely from below, A second printing unit for applying a second lacquer layer, which is curable by means of ultraviolet radiation, to the front side of the film web, wherein the film web enters the second printing unit from below or at least obliquely from below, A second embossing unit for embossing second structures having dimensions in the range of micrometers or nanometers into the second lacquer layer, with the film web entering from above or at least obliquely from above into the second embossing unit.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first printing unit, the first embossing, the second printing unit and the second embossing are arranged so that the embossed structures with dimensions in the range of microns or nanometers without turning of the film web in the first lacquer layer and introduced into the second lacquer layer.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the conveying direction of the film web in front of the first printing unit, a device for surface treatment of the back of the film web is arranged by means of corona discharge.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the conveying direction of the film web in front of the second printing unit, a device for surface treatment of the front side of the film web is arranged by means of corona discharge.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that arranged in the conveying direction of the film web to the second printing unit, a third printing unit for applying a wash ink on the second lacquer layer on the front side of the film web.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first embossing has a first embossing cylinder on the surface of which are to be embossed first structures in the micro or nanometer range, and the second embossing has a second embossing cylinder on the surface of which are to be embossed second structures in the micro or nanometer range, wherein the diameter of the first embossing cylinder and the diameter of the second embossing cylinder are at least almost equal and the first and the second embossing cylinder have at least almost the same rotational speed.