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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Prägewerkzeugs, insbesondere einer Hochdruckplatte für Blindprägung, wobei mit dem Prägewerkzeug taktil erfassbare Strukturen in ein Substrat geprägt werden.
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Zur Abwehr von Fälschungsversuchen werden für jegliche Datenträger, die einen Wert darstellen, ständig neue Sicherheitselemente gesucht. Dies gilt ebenso für den Markenschutz. Vorteilhaft sind dabei Elemente, die eine Prägestruktur aufweisen, welche haptisch fühlbar und daher leicht ohne Hilfsmittel zu überprüfen sind.
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Dabei kommen Prägeformen für den Tiefdruck oder den Hochdruck zur Anwendung. Eine spezielle Anwendung ist hierbei der Einsatz von Strukturen, die durch Personen mit Sehbehinderung besonders deutlich zu erkennen sind. Eine besondere Ausgestaltung sind hierbei die Brailleschrift oder Kennzeichen, die landestypisch durch Punkte oder Linienstrukturen anhand von der Anlage oder Menge definiert sind, und beispielsweise eine Denomination einer Banknote darstellen.
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Im Stichtiefdruck, einer Sonderform des Tiefdrucks, wird dabei eine Druckplatte mit vertieften Strukturen verwendet, die mit hohem Druck erhabene Stellen auf das zu prägende Substrat überträgt.
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Aus
DE 102015009983 A1 ist ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines Sicherheitselements für einen Wertgegenstand aus einem Substrat, insbesondere eine Banknote, ein Label oder eine Umverpackung, bekannt, wobei in die Oberfläche des Prägewerkzeugs eine Gravur zur Herstellung einer taktil erfassbaren Struktur eingebracht ist. Die taktil erfassbare Struktur besteht hierbei aus einer ersten Prägestruktur und einer zweiten Prägestruktur, wobei die zweite Prägestruktur innerhalb der ersten Prägestruktur angeordnet ist. Die erste Prägestruktur bildet dabei einen Sockel für die zweite Prägestruktur auf dem die zweite Prägestruktur angeordnet ist. Es ergibt sich insgesamt eine Prägestruktur, die aus einem Sockel besteht, der durch die erste Prägestruktur gebildet wird, wobei der Sockel die zweite Prägestruktur umgibt, die wiederum auf dem Sockel angeordnet ist.
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Im Hochdruck werden gefräste, gelaserte, ausgewaschene oder geätzte Prägeplatten verwendet, welche durch eine Gegendruckform mittels mechanischem Druck eine erhabene Struktur auf dem Substrat erzeugt. Der mechanische Druck zum Prägen wird dabei direkt lokal auf die Druckplatte ausgeübt, wobei dieser Druck auf das Druckwerk und die entsprechenden Lager von Druck- und Gegendruckzylindern sowie gegebenenfalls weiteren Zylindern übertragen wird und diese stark belastet. Dies wirkt sich besonders bei punktuellen Prägestrukturen ungünstig auf die Lebensdauer und die Wartungshäufigkeit einer Druck- und/oder Prägemaschine aus.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäßes Prägewerkzeug derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben. Insbesondere soll die punktuelle Druckausübung auf eine größere Fläche übertragen werden, um mit einer geringeren mechanischen Druckbelastung für die verschiedenen Zylinder einer Druckmaschine bzw. deren Lager auszukommen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird das Prägewerkzeug über einen galvanischen Abformweg aus einer Tiefdruckplatte erzeugt, wobei zunächst ein Prägemotiv in eine Tiefdruckplatte eingebracht wird und anschließend das Prägewerkzeug durch galvanische Abformung der Tiefdruckplatte erzeugt wird, wobei das Prägemotiv auf dem Prägewerkzeug aus einer oder mehreren Erhöhungen auf der Vorderseite des Prägewerkzeugs und einer oder mehreren direkt gegenüberliegenden Vertiefungen auf der Rückseite des Prägewerkzeugs besteht.
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Die Vertiefung auf der Rückseite des Prägewerkzeugs verteilt besonders vorteilhaft die punktuelle Druckverteilung, die auf die Erhöhung auf der Vorderseite des Prägewerkzeug einwirkt, auf eine größere Fläche auf der Rückseite des Prägewerkzeugs und entlastet somit auf der Rückseite des Prägewerkzeugs angeordnete weitere Bauteile, auf die das Prägewerkzeug aufgespannt ist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Prägewerkzeug eine Hochdruckplatte für eine Blindprägung, bei der die Oberfläche der Druckplatte nicht mit Farbe versehen ist. Hierbei werden lediglich die Erhöhungen der Hochdruckplatte in das zu verprägende Substrat übertragen, ohne Farbe auf das Substrat zu übertragen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht das Prägewerkzeug aus einem Metall, insbesondere aus Nickel, Kupfer oder Zink, das mit einem galvanischen Abscheideprozess auf der Tiefdruckplatte abgeschieden wird und somit die Strukturen der Tiefdruckplatte invertiert abformt.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das Prägewerkzeug, insbesondere das aus Nickel, Kupfer oder Zink, eine Dicke von etwa 200 µm bis etwa 750 µm auf. Weitere Ausgestaltungen gehen auch deutlich über diese Materialstärken hinaus. Hierbei können auch Stärken von beispielsweise 10 mm gewünscht sein. Die Länge und Breite des Prägewerkzeugs beträgt besonders vorteilhaft jeweils etwa 900 mm bis etwa 1100 mm.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Vertiefungen von Einzelelementen auf der Rückseite des Prägewerkzeugs eine Tiefe von bis zu 0,5 mm, bevorzugt etwa 0,1 mm, einen Durchmesser bzw. eine Breite von bis zu 1,6 mm, bevorzugt 0,1 mm bis 0,2 mm, und einen Abstand voneinander (Rand zu Rand) von bis zu 4 cm, bevorzugt 0,1 mm bis 0,5 mm, auf.
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Das Prägewerkzeug wird bevorzugt auf einen Stahlzylinder als Trägerzylinder aufgespannt, wobei bevorzugt zwischen Prägewerkzeug und Stahlzylinder eine PVC-Folie mit einer Dicke von etwa 0,5 mm eingefügt wird.
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Insbesondere können mit diesem Prägewerkzeug Maschinen zum Einsatz kommen, die geeignet sind, diese zu halten, anzuschrauben, anzunieten, anzusaugen, aufzuspannen, magnetisch zu halten oder mit Hilfsmitteln zur Haftung auf dem Stahlzylinder zu bringen. Das können Prägevorrichtungen, Stanzmaschinen, Falzmaschinen, Offsetmaschinen, Hochdruckmaschinen, Lackmaschinen mit Offsetwerken oder Lackwerken sowie digitale Druckmaschinen oder Siebdruckmaschinen sein, die grundsätzlich eine Prägung ermöglichen. Des Weiteren können Maschinen zum Einsatz kommen, welche flach/ flach, rund/ flach oder flach/ rund in der Prägeausführung ausgestaltet sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Geometrien der Prägestrukturen, d.h. insbesondere die Tiefe, Breite und Länge sowie der Flankenwinkel, der Abstand voneinander und die Verteilung der einzelnen Prägestrukturen auf dem Prägewerkzeug, auf die Bedingungen der Prägeausführung und des zu verprägenden Substrats angepasst, wie es beispielsweise aus der
DE 102015009983 A1 bekannt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Tiefdruckplatte aus Messing oder Kunststoff und erfolgt die Erzeugung der Frässtrukturen bzw. Vertiefungen in die Messing- oder Kunststoffplatte mit einem mechanischen Fräskopf, einem Stichel oder einem Laser.
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Des Weiteren können auch Tiefdruckplatten verwendet werden welche anderweitig Vertiefungen erlauben, beispielsweise durch Auswaschen, Ätzen.
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Weitere Vorteile der Erfindung sind, dass mannigfaltige Geometrien der Prägestrukturen geschaffen werden können, die im besonderen Maße auf das zu prägende Substrat abgestimmt werden können. Des Weiterem kann die Hochdruckform auch in Maschinen eingesetzt werden, die eigentlich nicht für einen Prägevorgang gedacht sind. Auch können die Prägestrukturen besonders fein umgesetzt werden und dabei kostengünstig hohe Auflagen mit gleichem Druckbild gefertigt werden. Zusätzlich besteht für hohe Auflagen eine besonders hohe Beständigkeit der Prägewerkzeuge. Ebenso ist aufgrund des galvanischen Abformvorgangs die günstige Vervielfältigung der Prägewerkzeuge mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit gegeben.
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Weitere Oberflächenbehandlungen können dabei die Beständigkeit des Prägewerkzeugs erhöhen, beispielsweise Verchromen.
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Das Substrat, in das die Prägestrukturen im Prägevorgang abgeformt werden, besteht besonders bevorzugt aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten oder als Passvorsatzmaterial verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern, oder aus mindestens einer Kunststofffolie. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kombination Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt.
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Weitere Substrate können dabei zum Einsatz kommen, welche sich im besonderen Maße zum Prägen eignen, beispielsweise Metallfolien, Dünnfolien, Karton, oberflächenbehandelter Karton, kaschiertes Substrat.
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Die Papierschicht weist üblicherweise ein Gewicht von 40 g/m2 bis 110 g/m2 auf, vorzugsweise von 80 g/m2 bis 90 g/m2. Selbstverständlich kann je nach Anwendung jedes andere geeignete Gewicht und jede andere geeignete Stärke eingesetzt werden. Die Dicke des Substrats beträgt bevorzugt etwa 90 µm oder mehr.
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Wertdokumente, für die ein derartiges Substrat bzw. Sicherheitspapier verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Blister, Verpackungen, Faltschachteln, Beipackzettel und dergleichen. Die vereinfachte Benennung Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungselemente ein.
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Die Begriffe „Vorderseite“ oder „Rückseite“ eines Prägewerkzeugs sind relative Begriffe, die auch als „die prägende“ und „die gegenüberliegende“ Seite bezeichnet werden können und die den überwiegenden Anteil der Gesamtoberfläche des Prägewerkzeugs bilden. Ausdrücklich nicht umfasst mit diesen Begriffen sind die Seitenflächen eines Prägewerkzeugs, die im Vergleich zu der Ausdehnung des Prägewerkzeugs verschwindend gering sind und nicht mit Prägeelementen oder Beschichtungen versehen werden bzw. werden können.
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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.
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Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen 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 wider. 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.
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Im Einzelnen zeigen schematisch:
- 1 in Seitenansicht eine aus dem Stand der Technik bekannte Tiefdruckprägeform (linke Abbildung) und eine aus dem Stand der Technik bekannte Hochdruckprägeform (rechte Abbildung),
- 2 in Seitenansicht eine gefräste Messingplatte (linke Abbildung) und das damit erzeugte erfindungsgemäße Prägewerkzeug (rechte Abbildung),
- 3 in Seitenansicht die Verteilung des mechanischen Drucks bei einem erfindungsgemäßen Prägewerkzeug.
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Die 1 zeigt in Seitenansicht eine aus dem Stand der Technik bekannte Tiefdruckprägeplatte 1 mit einer Vertiefung 3 (linke Abbildung) und eine aus dem Stand der Technik bekannte Hochdruckprägeplatte 2 mit einer Erhöhung 4 (rechte Abbildung). Im Hochdruck wird eine gefräste, gelaserte, ausgewaschene oder geätzte Prägeplatte 2 verwendet, welche durch einen Gegendruckzylinder (nicht dargestellt) mittels mechanischen Druck die erhabene Struktur 4 auf ein Substrat (nicht dargestellt) überträgt, das sich zwischen der Hochdruckprägeplatte 2 und dem Gegendruckzylinder befindet. Der mechanische Druck wird dabei direkt lokal auf die Druckplatte 2 ausgeübt, wobei dieser mechanische Druck auf das Druckwerk und die entsprechenden Lager von Zylindern übergeleitet wird. Dies wirkt sich besonders bei punktuellen Prägestrukturen ungünstig auf die Druckmaschine aus.
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2 zeigt in Seitenansicht die erfindungsgemäße Lösung. Hierbei wird eine halbkugelförmige Vertiefung 7 mittels einer entsprechenden Fräsgeometrie in eine Messingplatte 5 gefräst (linke Abbildung). Die anschließende galvanische Abformung in der gewünschten Plattenstärke ergibt ein Prägewerkzeug in Form einer Hochdruckplatte 6 mit einer entsprechenden Erhöhung 8 auf der Vorderseite der Platte und einer Vertiefung 9 auf der gegenüberliegenden Rückseite (rechte Abbildung).
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Bevorzugte Umsetzungen der Erhöhung 8 betreffen Blindenkennzeichen mit einem Durchmesser der Erhöhung 8 in Richtung der Plattenoberfläche zwischen 1 mm und 2,5 mm. Dabei werden insbesondere auch mehrere Erhöhung 8 in die Hochdruckplatte 6 eingebracht.
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Besonders bevorzugt sind die Prägestrukturen in der Hochdruckplatte
6 langgezogen ausgestaltet, wie sie beispielsweise aus der
DE 102015009983 A1 bekannt sind.
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3 zeigt in Seitenansicht den besonderen Vorteil der Erfindung, wonach der mechanische Druck auf der Hochdruckplatte 6 während des Druckprozesses (symbolisiert durch den dicken Pfeil) nicht punktuell linear nach unten gegen den Stahlzylinder, auf den die Hochdruckplatte 6 aufgespannt ist, erfolgt, sondern sich auf den Rand der Vertiefung 9 hinaus verteilt. Dies wird durch die vier kleineren Pfeile an der Unterseite der Hochdruckplatte 6 symbolisiert. Damit ergibt sich eine größere Fläche, auf die sich die Kraft verteilt, und damit ein geringerer mechanischer Druck auf den Stahlzylinder sowie den Gegendruckzylinder und deren Lagerung.
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Die Verteilung des mechanischen Drucks während des Prägevorgangs verteilt sich bei kleinen Abmessungen der Vertiefung 9 (0,1 mm Höhe, 0,1 mm bis 0,2 mm Durchmesser bzw. Breite und 0,1 bis 0,5 mm Abstand von Rand zu Rand) von der Mitte der Vertiefung 9 zum Rand der Vertiefung 9 hin. Bei größeren Abmessungen (0,5 mm Höhe, 1,6 mm Durchmesser bzw. Breite und 1 cm Abstand von Rand zu Rand) wird dies insbesondere den Rand der äußeren Vertiefungen betreffen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015009983 A1 [0005, 0017, 0033]
