DE60318127T2 - Verfahren zur herstellung eines prägewerkzeugs zum einprägen von sicherheitselementen in flächen von trägermaterialien sowie trägermaterial mit mindestens einem sicherheitselement - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Prägewerkzeugs für das Prägen von Sicherheitselementen in Oberflächen von Trägermaterialien sowie ein mit mindestens einem Sicherheitselement versehenes Trägermaterial.
• Es ist üblich, Wertpapiere, Banknoten, Ausweiskarten, Verpackungen, Folien, Leder, Papiere und dergleichen mit Sicherheitselementen zu versehen, um eine nicht autorisierte Vervielfältigung von Dokumenten oder Produkten zu verhindern. Beispielsweise werden Anzeigen oder spezielle Hinweiszeichen oder Hintergrundmuster drucktechnisch aufgebracht. Hierzu werden alle gängigen Druckverfahren, wie Offsetdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Stichtiefdruck und Kopierverfahren eingesetzt. Die Sicherheitselemente können visuell oder mit Hilfe von speziellen Ausleseverfahren wie zum Beispiel ultraviolettem Licht oder optischen Decoder sichtbar gemacht werden. Solche Strukturen sind aus der DE 199 00 856 C2 bekannt. Die dort beschriebenen Sicherheitselemente werden jedoch ausschließlich drucktechnisch erzeugt.
• Wertpapiere und Banknoten werden auch mit einem Sicherheitselement versehen, das in das Papier eingeprägt oder bei der Papierherstellung eingearbeitet ist. Die Prägung erschwert die Kopie des Wertpapiers und ist visuell leicht zu kontrollieren. Bei stärkerer Ausprägung, wie bei der Blindprägung beispielsweise auf Wertpapieren, kann sogar eine taktile Prüfung vorgenommen werden. Diese relativ groben Prägemuster bieten allerdings keinen besonders hohen Schutz vor Nachahmung. Die fortschreitende Maschinentechnik erlaubt es, Prägewerkzeuge relativ einfach zu fertigen.
• Aus Prägeapplikationen in der thermoplastischen Folienprägung wissen wir, daß mit lasergravierten Prägewalzen Strukturen darstellbar sind, die eine hohe Lichtbrechung aufweisen. Dieser Effekt läßt sich nutzen, um aus unterschiedlichen Blickwinkeln und/oder mit Hilfe optischer Hilfsmittel eine Information sichtbar zu machen.
• Bei herkömmlichen Verfahren zum Erzeugen von Prägewerkzeugen werden mehrstufige Herstellungsverfahren verwendet. Die Vorlagen für die Prägemuster werden mit Hilfe von abbildenden Verfahren wie Photographie oder Holographie auf die Walze übertragen. Dazu wer den photoempfindliche Schichten auf die Walzen aufgebracht. Die Belichtung erfolgt dann direkt mit einem Schreibgerät oder über die Belichtung durch einen transparenten Film. Im anschließenden Bearbeitungsschritt wird die Walzenoberfläche durch ein Ätzmedium an den belichteten Stellen abgetragen. Ein weiteres Kopierverfahren überträgt eine bestehende Struktur, wie zum Beispiel eine ebene holographische Struktur, über einen Prägeprozeß auf das Prägewerkzeug. Bei den Prozessen sind in der Regel mehrere manuelle Tätigkeiten gefordert, wodurch die Fertigungskosten hoch sind und exakte Reproduzierbarkeit nur eingeschränkt möglich ist. Dies gilt ebenso für rein manuelle Verfahren wie Kupfer- und Stahlstichdruck, wobei hier noch lange Fertigungszeiten hinzukommen.
• Die DE 197 06 295 A1 beschreibt einen Druckprozeß, der den Schritt des Übertragens von zweidimensionalen Farbdrucken mit der Hilfe eines Übertragungskissens aufweist, wobei Farbendruck verwendet wird.
• Die EP 1 127 710 A1 offenbart ein Verfahren zum Übertragen eines Farbbildes von einem Medium auf ein zweites Medium bei Umgebungstemperatur. Darin wird ein digitalisiertes Bild ausgewählt, das auf einem Farbdrucker gedruckt wird.
• Die EP 1 288 719 A2 und die US 2003/0104308 A1 offenbaren ein Abbildungsmaterial, ein Abbildungsverfahren und ein Verfahren zum Herstellen eines Farbsicherheitsdrucks. Dieses Dokument offenbart ein geschichtetes Material und einen Druckprozeß, bei dem ein Laser die Funktion hat, die chemischen Eigenschaften der Schichten zu ändern, die in den beanspruchten Material enthalten sind.
• Das Verfahren, das in der EP 1 318 486 A1 beschrieben ist, offenbart eine Vorrichtung zum Markieren von Gegenständen. Es wird erwähnt, daß eine übliche Implementierung dieser Erfindung das Erzeugen zweidimensionaler Formen ist und weiterhin, daß das Verfahren wenigstens einen weiteren Druckschritt umfassen kann, der durch Walzen oder Zylinder unter Einsatz spezieller Farben durchgeführt wird, um ein unsichtbares Codieren zu ermöglichen.
• Das Dokument WO 01/53113 A1 offenbart optisch variable Sicherheitsvorrichtungen. Dieser Sicherheitsgegenstand weist unterschiedliche optisch aktive Schichten, Beschichtungen und ein optisches Interferenzmuster auf. Bei diesem Verfahren werden Laser verwendet, um die Brechungsmuster zu erzeugen, die eine zweidimensionale Struktur aufweisen.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erzeugen eines Prägewerkzeugs für das Prägen von Sicherheitselementen in Oberflächen von Trägermaterialien anzugeben, mit dem Sicherheitselemente mit einer hoch aufgelösten Struktur erstellt werden können, die nicht mit den üblichen Werkzeugmaschinen kopiert werden können.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei einem Verfahren zum Erzeugen eines Prägewerkzeugs für das Prägen von Sicherheitselementen in Oberflächen von Trägermaterialien zunächst eine dreidimensionale digitalisierte Vorlage für das Sicherheitselement erstellt wird und dann die digitalen Daten auf das Prägewerkzeug übertragen werden. Die Vorlage wird durchgängig in allen Bearbeitungsstufen am Computer erstellt. Dadurch unterliegen die Vorlagen keinem Alterungsprozeß und können auch nach Jahren noch modifiziert werden. Die erfindungsgemäße Technik erlaubt es, Strukturen im Bereich von einigen Nanometern zu gravieren. Im Vergleich zu den gängigen Verfahren, wie beispielsweise der Holographie, können dabei auch große Flächen bearbeitet werden. Über eine Steuerung können beliebige Geometrien in die Oberfläche des Trägermaterials graviert werden. Die digitalen Daten können beliebig skaliert werden, wodurch eine kostengünstige Möglichkeit besteht, das Sicherheitselement den Anforderungen exakt anzupassen. Aufgrund der Vielzahl der Modifikationsmöglichkeiten, bedingt durch die digitale Verarbeitung, kann die versteckte Information nur mit dem passenden Schlüssel ausgelesen werden.
• Die Authentizitätsprüfung wird mit einem speziellen Decoder vorgenommen, so daß eine Schlüssel-Schloß-Technologie vorliegt. Die Information in den Sicherheitselementen, die das Schloß bilden, ist auf dem Produkt nicht zu erkennen. Nur durch den passenden Schlüssel kann die Information sichtbar gemacht werden. Werden Schloß und Schlüssel gemeinsam auf dem Produkt vertrieben, so muß ein potentieller Fälscher auch den Schlüssel fertigen.
• Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung geschieht die Übertragung der digitalen Daten auf das Prägewerkzeug mittels Laserstrahlung, wodurch eine direkte dreidimensionale Strukturierung der Prägewerkzeuge möglich wird. Durch die digitale Bearbeitung können vollkommen nahtlose Übergänge geschaffen werden. Im Gegensatz dazu sind bei der Bearbeitung nach dem Stand der Technik Ansätze nur schwer zu kaschieren. Die Laserbearbeitung erlaubt die Strukturierung der Oberfläche mit exakten geometrischen Strukturen und scharfen Kanten, welche eine hohe Lichtbrechung generieren. Dadurch werden die Sicherheitselemente klar sichtbar. Scannbar sind sie nur unter einem erheblichen Qualitätsverlust. Eine Reproduktion der Sicherheitselemente ist somit nicht möglich. Bei der Ätztechnik würden Kanten verrundet. Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung.
• Das Übertragen kann in einem einstufigen Prozeß durchgeführt werden. Dadurch ist das Prägewerkzeug einfach und kostengünstig herstellbar, und die Übertragung ist in bestehende Prozesse integrierbar.
• Deshalb hat das Verfahren auch die Möglichkeit, Daten für eine tiefenvariable Bebilderung oder Designprägung gleichzeitig mit den Daten für das Sicherheitselement auf das Prägewerkzeug zu übertragen. Dieses kann bei konventionellen Prägemaschinen ebenso wie bei konventionellen Druckmaschinen nicht in einem einzigen Schritt geschehen.
• Das Verfahren umfaßt auch die Möglichkeit, die Daten für eine tiefenvariable Bebilderung oder Designprägung gleichzeitig mit den Daten für das Sicherheitselement auf das Prägewerkzeug zu übertragen. Dieses kann nicht nur in konventionellen Prägemaschinen geschehen, sondern sogar in konventionellen Druckmaschinen, so daß auch hier der Designdruck problemlos und paßgenau mit einem Sicherheitselement in Prägetechnik kombiniert werden kann.
• Das Prägewerkzeug kann ein Walzenpaar, bestehend aus Patrize und Matrize, umfassen.
• Das Prägewerkzeug kann ein Spritzgußwerkzeug sein.
• Das Prägewerkzeug kann eine Prägewalze sein.
• Mit der Erfindung wird ein Trägermaterial erzeugt, das mit mindestens einem Sicherheitselement versehen ist, wobei das Sicherheitselement digital erzeugte dreidimensionale Feinstrukturen enthält. Das Trägermaterial kann eine metallische oder synthetische Oberfläche sein, es kann darüber hinaus aber auch aus Leder und texturierten Oberflächen bestehen, die nur schlecht bedruckbar sind.
• Mit den mikrostrukturierten Walzen eines Prägewerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich auch solche Oberflächen mit Sicherheitselementen versehen.
• Die Fertigung von Beugungsgittern und defraktiven Elementen, die nach dem Stand der Technik als Schlüssel benutzt werden, erfordert mehr Werkzeuge, die mechanisch hergestellt werden. Die Laserstrukturierung ermöglicht das Zurverfügungstellen von Prägewalzen, beispielsweise in Form von Patrize und Matrize, für die rotative Prägung der Schlüssel. Gegenüber der konventionellen stückweisen Fertigung ergibt sich ein erheblicher ökonomischer Vorteil. Schloß und Schlüssel lassen sich in gleich hohen Stückzahlen zu annähernd gleichen Kosten produzieren, wie bei handelsüblichen Produkten ohne Sicherheitselementen.
• Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen eines Prägewerkzeuges zum Prägen von Sicherheitsmerkmalen in Oberflächen von Trägermaterial, mit den folgenden Schritten: a) Erzeugen einer dreidimensionalen, digitalisierten Vorlage für das Sicherheitselement, und b) Übertragen der digitalen Daten auf das Prägewerkzeug mittels Laserstrahlen, was das dreidimensionale Strukturieren des Prägewerkzeuges ermöglicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung in einem einstufigen Prozeß durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten für eine Bebilderung oder Designprägung gleichzeitig mit den Daten für das Sicherheitselement auf das Prägewerkzeug übertragen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten für eine Bebilderung oder Designprägung auf den Prägezylinder nahtlos und endlos übertragen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug ein Walzenpaar, bestehend aus Patrize und Matrize, umfaßt.