EP0381112B1

EP0381112B1 - Method and apparatus for working webs in register, especially when producing safety yarns

Info

Publication number: EP0381112B1
Application number: EP90101721A
Authority: EP
Inventors: Wittich Dr. Kaule
Original assignee: GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Current assignee: GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1995-08-02
Anticipated expiration: 2010-01-29
Also published as: EP0381112A3; DK0381112T3; US5239902A; ES2076234T3; DE59009454D1; ATE125742T1; DE3902960A1; DE3902960C2; US5335572A; EP0381112A2

Abstract

The invention relates to a method, an apparatus and sheets of materials for producing marked security threads as are used to increase the protection of documents and papers of value against forgery. The inventive method is for processing, in particular cutting, security threads out of sheets of material in register, the sheets of material being fed to the processing units in exact alignment. The feed principal is based on guiding the sheet of material on at least one edge of the sheet, determining the position relative to one of the edges of the sheet, producing a signal from the determination of position, and positioning the feeding device relative to the processing unit so that the sheet of material runs into the latter in a predetermined position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum registergenauen Bearbeiten von Materialbahnen, insbesondere zur Herstellung von Sicherheitselementen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a method for register-accurate processing of material webs, in particular for the production of security elements according to the preamble of claim 1, and an apparatus for performing the method. According to the preamble of claim 7.

Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung nach dieser Gattung ist der US-A-4 694 181 zu entnehmen.A method and a device of this type can be found in US-A-4,694,181.

Zur Erhöhung der Fälschungssicherheit von Banknoten, Wertpapieren, Ausweiskarten etc. ist es bekannt, diese Dokumente neben anderen Sicherheitsmerkmalen mit Sicherheitsfäden auszustatten. Bei Papierprodukten werden die Sicherheitsfäden während der Papierherstellung in die sich bildende Faserschicht eingeführt, während sie bei mehrschichtigen Kunststoffprodukten zwischen zwei oder mehreren Einzelschichten eingelagert werden.To increase the security against counterfeiting of banknotes, securities, ID cards, etc., it is known to provide these documents with security threads in addition to other security features. In the case of paper products, the security threads are introduced into the fiber layer which forms during the paper production, while in the case of multilayer plastic products they are embedded between two or more individual layers.

Die Sicherheitsfäden werden u. a. mit Druckbildern versehen, die in Fadenlängsrichtung verlaufen, wobei bekannte derartige Druckbilder in Form von Mustern oder alphanumerischen Zeichen, optisch wirkenden Strukturen und/oder visuell sichtbaren und/oder nur maschinell lesbaren Aufdrucken, Zusätzen oder Beschichtungen vorliegen können. Die Druckbilder erstrecken sich in gleichbleibender Form über die gesamte Fadenlänge, wobei sich Muster oder Schriftbilder beliebig oft wiederholen. Im folgenden Text stehen Begriffe wie Druckmuster, Druckbild usw. stellvertretend für beliebige Arten von Kennzeichnungen; in diesem Sinn sind also auch Prägungen, Stanzungen, Beschichtungen etc. als "Druckbilder" zu verstehen.The security threads are u. a. provided with printed images which run in the longitudinal direction of the thread, known print images of this type being in the form of patterns or alphanumeric characters, optically active structures and / or visually visible and / or only machine-readable prints, additives or coatings. The printed images extend in a constant form over the entire length of the thread, with patterns or typefaces being repeated as often as required. In the following text, terms such as printed samples, printed images, etc. are representative of any type of identification; in this sense, embossing, punching, coating, etc. are also to be understood as "printed images".

Aus fertigungstechnischen Gründen werden bedruckte Sicherheitsfäden aus breiten Folienbahnen hergestellt. Dabei werden zunächst die Folienbahnen mit Druckmustern bzw. Schriftzügen in parallel laufender Anordnung bedruckt; anschließend werden diese Folienbahnen in die einzelnen Sicherheitsfäden geschnitten. Da die Fäden in der Regel nur eine Breite von 0,5 - 1,5 mm aufweisen, ist ein registergenaues Schneiden der Folie zum Druckbild im allgemeinen mit einem hohem Aufwand verbunden. Man zog es daher in vielen Fällen vor, die einzelnen Schriftzüge und die Breite der Fäden so zu wählen, daß sich nach dem Schneiden zumindest immer ein Schriftzug vollständig auf dem geschnittenen Faden wiederfindet (DE-A-14 46 851).For technical reasons, printed security threads are made from wide sheets of film. First, the film webs are printed with print patterns or lettering in a parallel arrangement; these film webs are then cut into the individual security threads. Since the threads are usually only 0.5 - 1.5 mm wide a register-accurate cutting of the film to the printed image generally involves a lot of effort. It was therefore preferred in many cases to choose the individual lettering and the width of the threads so that after cutting at least one lettering is always found completely on the cut thread (DE-A-14 46 851).

Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, das gewünschte Muster mit größeren Zwischenräumen auf transparente Folien zu drucken und den Schnitt dann im Zwischenraum durchzuführen. Nach der Einbettung des Sicherheitsfadens im Papier ist der transparente Bereich nicht erkennbar, sondern nur das in Fadenlängsrichtung laufende Druckmuster. Diese Methode hat zur Folge, daß der einzubettende Faden wesentlich breiter sein muß als der sichtbare Fadenteil. Die Einbettung eines breiten Fadens wirkt sich nachteilig auf die Qulität der Dokumente und Sicherheitspapiere aus, so sind die Reißfestigkeit des Papiers und die Haftung des Fadens im Papier herabgesetzt. Außerdem lassen sich Fäden, die eine bestimmte Breite übersteigen, nicht mehr in der erforderlichen Produktionssicherheit, d. h. ohne Löcher zu bilden, in das Papier einbetten.Another known method is to print the desired pattern with larger spaces on transparent foils and then to make the cut in the space. After the security thread has been embedded in the paper, the transparent area is not recognizable, but only the print pattern running in the longitudinal direction of the thread. The consequence of this method is that the thread to be embedded must be considerably wider than the visible part of the thread. The embedding of a wide thread has an adverse effect on the quality of the documents and security papers, so the tear strength of the paper and the adhesion of the thread in the paper are reduced. In addition, threads that exceed a certain width can no longer be produced with the required production reliability, i. H. embed in the paper without forming holes.

Ein Verfahren, das in Umgehung der o.g. Probleme eine registergenaue Bearbeitung von Folienbahnen gestattet, ist z. B. aus der EP-A-0 238 043 bekannt. Gemäß diesem bekannten Verfahren werden Sicherheitsfäden bzw. die Folienbahnen, die die Sicherheitsfäden tragen, mit einer mechanisch abgreifbaren längsgerichteten Oberflächenstruktur ausgestattet. Mit Hilfe von Profilrollen oder ähnlichen Vorrichtungen, die in diese Strukturen eingreifen, können damit die Folienbahnen in exakter Ausrichtung zu diesen Strukturen weiteren Bearbeitungsvorrichtungen, wie z. B. Druckvorrichtungen oder Schneidvorrichtungen, zugeführt werden. Diese Lösung ist aber auf die Anwendung von Folienbahnen mit geeigneten Oberflächenstrukturen begrenzt bzw. erfordert einen zusätzlichen Verfahrensschritt zur Aufbringung der Oberflächenstrukturen.A method which, in circumvention of the above-mentioned problems, permits the accurate processing of film webs. B. is known from EP-A-0 238 043. According to this known method, security threads or the film webs that carry the security threads are equipped with a mechanically tapped longitudinal surface structure. With the help of profile rolls or similar devices that engage in these structures, the film webs can be in exact alignment with these structures further processing devices, such as. B. printing devices or cutting devices are supplied. However, this solution is based on the application of film webs with suitable surface structures limits or requires an additional process step for applying the surface structures.

Andere aus der allgemeinen Drucktechnik bekannte Verfahren bestehen darin, zur Führung von Materialbahnen aufgedruckte Markierungen zu verwenden. Beim Einlaufen der Materialbahnen in die Bearbeitungsstation, wie z. B. eine Schneidstation, werden die Lageabweichungen der Markierungen bezüglich einer Sollposition mit Sensoren abgetastet. Ein daraus gebildetes Regelsignal wird einem Registerregler zugeführt, der dann eine Lagekorrektur vornimmt (DE-B-21 46 492). Diese markierungsgeregelte Positionierung der Bahn weist aber wesentliche Nachteile auf.Other methods known from general printing technology consist of using printed markings for guiding material webs. When the material webs enter the processing station, e.g. B. a cutting station, the positional deviations of the markings with respect to a target position are sensed with sensors. A control signal formed from this is fed to a register controller, which then carries out a position correction (DE-B-21 46 492). This marker-controlled positioning of the web has significant disadvantages.

So ist es notwendig, um Fehlerquellen, insbesondere um ein unerwünschtes Auslaufen der Materialbahnen zwischen Sensor und Schneidpostion zu vermeiden, den Sensor möglichst nahe an der eigentlichen Bearbeitungsstelle anzuordnen. Darüber hinaus haben die Sensoren und die Bearbeitungsstationen in einer räumlich festen Beziehung zueinander zu stehen, was eine zusätzliche stabile mechanische Verbindung zwischen Maschine und Sensor erforderlich macht.It is therefore necessary, in order to avoid sources of error, in particular in order to prevent the material webs between sensor and cutting position from running out undesirably, as close as possible to the actual processing point. In addition, the sensors and the processing stations must have a fixed spatial relationship to one another, which requires an additional stable mechanical connection between the machine and the sensor.

Diese Bedingungen - feste Struktur und bearbeitungsnahe Sensorpositionierung - führen zu vielfältigen Problemen. In vielen Fällen erlauben es die räumlichen Verhältnisse nicht, den Sensor in unmittelbarer Nähe zur Bearbeitungsstelle anzuordnen. Falls es dennoch möglich ist, kommt es zu Problemen bei Wartungs- und Justierarbeiten, da die Sensoren nur schwer zugänglich sind. Außerdem erhöht sich aufgrund der unmittelbaren Nähe der an sich empfindlichen Sensoren zur Bearbeitungsvorrichtung die Verschmutzungs- und Beschädigungsgefahr. Darüber hinaus sind wegen des Platzbedarfs bestehende Schneidmaschinen nur bedingt mit einer Bahnpositionierung nachrüstbar.These conditions - fixed structure and processing-related sensor positioning - lead to various problems. In many cases, the spatial conditions do not allow the sensor to be arranged in the immediate vicinity of the processing point. If it is still possible, there will be problems with maintenance and adjustment work because the sensors are difficult to access. In addition, the risk of contamination and damage increases due to the immediate proximity of the sensors, which are per se sensitive, to the processing device. In addition, existing cutting machines are only of limited use due to the space required can be retrofitted to a path positioning.

Ein weiterer und gravierender Nachteil besteht darin, daß gemäß den bekannten Verfahren die Aufgabe einer präzisen Zuführung der Materialbahn häufig nur unter speziellen Betriebsbedingungen mit ausreichender Zuverlässigkeit erfüllt werden kann.Another and serious disadvantage is that, according to the known methods, the task of precisely feeding the material web can often only be achieved with sufficient reliability under special operating conditions.

Eine Anordnung zur Ausregelung von Sollageabweichungen besteht bekannterweise aus einer Zuführungsvorrichtung (Registerregler etc.) und einem Sensorkopf, die in dieser Reihenfolge von einer mit Steuermarkierungen versehenen Materialbahn passiert wurden (DE-B-21 46 692). Die Schneidstation befindet sich wahlweise vor oder hinter dem Sensorkopf. Der Sensorkopf ermittelt laufend die Abweichungen der Bahnmarkierungen zu einer Sollposition, bildet ein Regelsignal und gibt es an die Zuführungsvorrichtung weiter. Die Zuführung korrigiert anhand des Regelsignals die Lage der Materialbahn relativ zur Schneidstation. Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß man je nach den augenblicklich vorhandenen Parametern der Anordnung - Regelgeschwindigkeit, Sensorempfindlichkeit, Bahngeschwindigkeit usw. verschiedene Regelcharakteristika erhält. Bei zu geringer Systemdämpfung oder gleichbedeutend bei Überreaktionen des Registerreglers gerät die Ausregelung in einen permanent schwingenden Zustand. Bei zu hoher Systemdämpfung ist die Zeitkonstante der Ausregelung unzureichend groß, wodurch Fehler zu spät korrigiert werden. Diese Regelung erfordert eine genaue Festlegung der Parameter und arbeitet nur in einem engen Parameterbereich in der gewünschten Weise. Je enger aber die Toleranzgrenzen festgelegt sind, um so größer ist der für die Regelung, Produktionsverfahren und -kontrolle zu treibende Aufwand. Bei vertretbarem Aufwand betragen die erreichbaren Schnittoleranzen mehrere 1/10 Millimeter.As is known, an arrangement for controlling target position deviations consists of a feed device (register controller, etc.) and a sensor head, which were passed in this order by a material web provided with control markings (DE-B-21 46 692). The cutting station is located either in front of or behind the sensor head. The sensor head continuously determines the deviations of the web markings from a target position, forms a control signal and passes it on to the feed device. The feed corrects the position of the material web relative to the cutting station based on the control signal. The disadvantage of this arrangement is that depending on the parameters of the arrangement currently present - control speed, sensor sensitivity, web speed, etc., different control characteristics are obtained. If the system damping is too low or if the register controller overreacts, the control system will get into a permanently oscillating state. If the system damping is too high, the time constant of the adjustment is insufficient, which means that errors are corrected too late. This regulation requires a precise definition of the parameters and only works in the desired manner in a narrow parameter range. However, the narrower the tolerance limits are set, the greater the effort to be done for the regulation, production processes and control. The cutting tolerances that can be achieved are several 1/10 millimeters with reasonable effort.

Aus Gründen einer hohen Fälschungssicherheit und einer zuverlässigen Papiereinbettung werden schmale, etwa millimeterbreite Sicherheitsfäden mit einer definierten Plazierung der Kennzeichnung zur Fadengeometrie gewünscht. Aus den geforderten Fadenabmessungen resultiert eine nicht zu überschreitende Schnittoleranz von 0,1 Millimeter. Dabei ist zu beachten, daß die Papierherstellung in langen Bahnen erfolgt und die Sicherheitsfäden dementsprechend ebenfalls in langen Fäden bereitzustellen sind. Das hat zur Folge, daß das Bearbeitungsverfahren die Einhaltung der engen Toleranzgrenzen über eine große Schnittlänge garantieren muß.For reasons of high security against counterfeiting and reliable paper embedding, narrow, approximately millimeter-wide security threads with a defined placement of the marking for the thread geometry are desired. The required thread dimensions result in a cutting tolerance of 0.1 millimeters, which should not be exceeded. It should be noted that paper production takes place in long webs and the security threads must accordingly also be provided in long threads. As a result, the machining process must guarantee compliance with the narrow tolerance limits over a large cutting length.

Schneidet man Sicherheitsfäden mit einer Breite im Submillimeterbereich unter Benutzung der bekannten Regeltechniken, die je nach vorliegenden Verfahrensparametern Abweichungen von der Sollage äußerst unterschiedlich korrigieren, so ist zur Einhaltung der Toleranzen mit einem hohen Kontrollaufwand zu arbeiten. Größere Abweichungen können aus den o.g. Gründen nicht zugelassen werden.If security threads with a width in the submillimeter range are cut using the known control techniques, which correct deviations from the target position extremely differently depending on the available process parameters, a high level of control is required to maintain the tolerances. Larger deviations from the above Reasons are not allowed.

Die bekannten Regeltechniken sind also für die Herstellung von Sicherheitsfäden mit einem über die Breite des Fadens exakt plazierten Druckbild nicht oder nur bedingt anwendbar.The known control techniques are therefore not applicable or can only be used to a limited extent for the production of security threads with a print image that is precisely placed over the width of the thread.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Sicherheitsfäden zu schaffen, die in Längsrichtung verlaufende Druckbilder aufweisen, wobei unter Einhaltung enger Toleranzen und hoher Qualität eine exakte Ausrichtung dieser Kennzeichnung zur Geometrie des Fadens vorzuliegen hat. Darüber hinaus soll die aus dem Verfahren resultierende Vorrichtung aufgrund räumlich flexibler Gestaltungsmöglichkeiten leicht in bestehende Bearbeitungs- oder Fertigungseinrichtungen integrierbar sein.It is an object of the present invention to provide a method and a device for producing security threads which have printed images running in the longitudinal direction, with exact tolerances and high quality of the marking having to be present in relation to the geometry of the thread while observing narrow tolerances. In addition, the device resulting from the method should be able to be easily integrated into existing machining or manufacturing facilities due to the spatially flexible design options.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Eine Vorrichtung zur Herstellung und Bearbeitung von Sicherheitsfäden ist Gegenstand des Anspruchs 7.This object is achieved by the features contained in claim 1. A device for the production and processing of security threads is the subject of claim 7.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein Verfahren Anwendung findet, das im technischen Sinn eine Positionssteuerung gestattet, d. h. entsprechend einer ermittelten Position des Druckbildes zur Bahnkante erhält die Zuführung ein Stellsignal, wobei die gemeinsame Referenzlinie die Bahnkante ist. Solche Positionssteuerungen sind im Gegensatz zu Positionsregelungen, die nur auf Abweichungen von Sollwerten reagieren können, frei von Regelfehlern.The particular advantage of the invention is that a method is used which allows position control in the technical sense, i. H. In accordance with a determined position of the print image relative to the web edge, the feed receives an actuating signal, the common reference line being the web edge. In contrast to position controls which can only react to deviations from setpoints, such position controls are free of control errors.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man in der Wahl der Plazierung der Sensoren große Freiheiten besitzt. So kann der Sensor im Prinzip in beliebig großer Entfernung vor der Bearbeitungsstation angeordnet werden. Für jeden Punkt auf der Folienbahn muß lediglich sichergestellt werden, daß zum Zeitpunkt seines Einlaufens in die Station das zugehörige Stellsignal an der Zuführung anliegt; eine konstante Bandgeschwindigkeit, bzw. ein exakter Maschinentakt erleichtert diese Aufgabe.Another advantage of the method according to the invention is that there is great freedom in the choice of the placement of the sensors. In principle, the sensor can be placed at any distance in front of the processing station. For each point on the film web, it only has to be ensured that the associated control signal is present at the feeder when it enters the station; a constant belt speed or an exact machine cycle makes this task easier.

Mit diesem Verfahren lassen sich nun Folienbahnen, auf denen das Druckbild von Sicherheitsfäden mehrfach in Nebeneinanderlage angeordnet ist, so schneiden, daß jeder aus dieser Folienbahn ausgeschnittene Faden sein Druckbild in der gewünschten Lage, z. B. in einer Mittenlage, aufweist.This method can now be used to cut film webs on which the print image of security threads is arranged several times in a juxtaposition so that each thread cut out of this film web has its print image in the desired position, e.g. B. in a central position.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schneidprozeß in zwei Schritten durchgeführt. Die beiden Schritte des Schneidprozesses gliedern sich in einen Grob- und in einen Feinschnitt. Im ersten Schritt werden aus den meterbreiten Folienbahnen im Grobschnitt mehrere Folienbänder gleicher Breite ausgeschnitten. Diese Folienbänder lassen sich aufgrund ihrer konstanten Breite in einfach gebauten, standardisierten Vorrichtungen sicher an den Bahnkanten führen. Im zweiten Schritt, dem Feinschnitt, werden aus den Folienbändern dann die einzelnen Sicherheitsfäden geschnitten.In a preferred embodiment of the invention, the cutting process is carried out in two steps. The two steps of the cutting process are divided into a rough cut and a fine cut. In the first step, several foil strips of the same width are cut out of the meter-wide foil webs in a rough cut. Due to their constant width, these foil tapes can be safely guided along the web edges in simply constructed, standardized devices. In the second step, the fine cut, the individual security threads are then cut from the foil strips.

Vorzugsweise werden die meist transparenten Folien so gestaltet, daß nach einer Anzahl von Nutzen (Druckbilder einzelner Sicherheitsfäden) ein druckfreier Bereich vorgesehen wird. In diesem Bereich wird eine zur transparenten Folienbahn kontrastierende Steuerlinie aufgedruckt. Beim Grobschnitt wird die Folienbahn entlang dieser Steuerlinie in die Folienbänder geschnitten, wobei die Steuerlinie in ihrer Breite so gewählt ist, daß die Schnittlinie stets innerhalb dieser Steuerlinie verläuft. Da die Steuerlinie zusammen mit dem Druckbild aufgedruckt wird, ist gewährleistet, daß die Kanten der Steuerlinien parallel zu den Druckbildern verlaufen.The mostly transparent foils are preferably designed in such a way that after a number of uses (print images of individual security threads) a non-printing area is provided. A control line contrasting with the transparent film web is printed in this area. In the case of a rough cut, the film web is cut into the film strips along this control line, the width of the control line being selected so that the cutting line always runs within this control line. Since the control line is printed together with the printed image, it is ensured that the edges of the control lines run parallel to the printed images.

Nach dem Grobschnitt der Folienbahn erhält man damit Folienbänder, die zumindest an einer Bahnkante eine durchtrennte Steuerlinie aufweisen. Aufgrund der Parallelität von Druckmuster- und Steuerlinienkante ist die Breite dieser geschnittenen Steuerlinie ein direktes Maß für den Abstand des Druckbilds zu Bahnkante. Um den Feinschnitt nun nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchführen zu können, ist es also lediglich erforderlich, die verbliebene Breite der Steuerlinie zu ermitteln. Der sich daraus ergebende Meßwert kann dann direkt zur Bildung des Steuersignals für die Zuführungsvorrichtung verwendet werden. Zur Ermittlung des Meßsignals werden vorzugsweise optische Sensoren, beispielsweise ein Linienraster aus CCD-Sensoren, verwendet.After the rough cut of the film web, film strips are obtained which have a severed control line at least on one web edge. Due to the parallelism of the print pattern and control line edge, the width of this cut control line is a direct measure of the distance between the printed image and the web edge. In order to be able to carry out the fine cut using the method according to the invention, it is therefore only necessary to determine the remaining width of the control line. The resultant measured value can then be used directly to form the control signal for the feed device. For investigation optical signals, for example a line grid of CCD sensors, are preferably used for the measurement signal.

Neben dem Einsatz bei Schneidevorrichtungen läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei anderen Prozessen und Materialbahnbearbeitungen einsetzen, z. B. zur Aufbringung von Prägestrukturen in exakter Ausrichtung zu einem vorab auf eine Folie aufgebrachten Druckbild, zum Aufbringen von Druckbildern, die bereits vorhandenen Kennzeichnungen der Materialbahn exakt zugeordnet werden sollen etc.In addition to use in cutting devices, the method according to the invention can also be used in other processes and material web processing, e.g. B. for the application of embossed structures in exact alignment with a print image previously applied to a film, for the application of print images which are to be exactly assigned to the existing labels of the material web, etc.

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der Beschreibung anhand der Figuren.Further advantages, advantageous embodiments and further developments are the subject of the subclaims and the description based on the figures.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1: einen Sicherheitsfaden,
Fig. 2: eine bedruckte Folienbahn, wie sie als Halbzeug für Sicherheitsfäden verwendet wird,
Fig. 3: einen Ausschnitt der Folienbahn aus Fig. 2,
Fig. 4: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schneiden von Folienbändern in Seitenansicht,
Fig. 5: eine Zuführungsvorrichtung mit Meßsteuerkreis zum Zuführen von Folienbändern,
Fig. 6: ein Folienband mit Lage der Schnittlinien,
Fig. 7: eine weitere Ausführungsform eines Folienbandes.

The figures show:

Fig. 1: a security thread,
Fig. 2: a printed film web as it is used as a semi-finished product for security threads,
Fig. 3: 2 shows a section of the film web from FIG. 2,
Fig. 4: an embodiment of a device according to the invention for cutting film strips in side view,
Fig. 5: a feed device with a measuring control circuit for feeding foil strips,
Fig. 6: a foil tape with the position of the cutting lines,
Fig. 7: a further embodiment of a film strip.

Fig. 1 zeigt einen Sicherheitsfaden 1, der zur Erhöhung der Fälschungssicherheit mit einer zur Fadenmitte ausgerichteten Druckbild 2 versehen ist. Das Druckbild besteht im gezeigten Beispiel aus dem Schriftzug "XYZ", der sich über die Länge des Fadens wiederholt. Als Material für Sicherheitsfäden werden vorzugsweise durchsichtige Kunststoffe wie Polyester verwendet. Die Breite der Fäden, die in Papier eingebettet werden, reicht typischerweise von 0,5 bis 1,5 mm; in Kunststoff eingebettete Fäden weisen auch größere Breiten auf.1 shows a security thread 1 which is provided with a printed image 2 oriented towards the middle of the thread in order to increase the security against forgery. In the example shown, the print image consists of the lettering "XYZ", which is repeated over the length of the thread. Transparent plastics such as polyester are preferably used as the material for security threads. The width of the threads that are embedded in paper typically ranges from 0.5 to 1.5 mm; Threads embedded in plastic also have larger widths.

Die Sicherheitsfäden werden aus Folienbahnen hergestellt, die eine Nutzbreite von 0,5 bis 1,5 m aufweisen. Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Folienbahn 3, wie sie als Halbzeug zur Herstellung von Sicherheitsfäden verwendet wird. Das Druckbild der Folienbahn besteht aus nebeneinander angeordneten Nutzenpaketen 4 mit angrenzenden oder dazwischenliegenden Steuerlinien 5. Die Nutzenpakete selbst bestehen aus nebeneinanderliegenden Einzelnutzen, wobei etwa 50 Einzelnutzen, von denen jeder das Druckbild eines Sicherheitsfadens enthält, ein derartiges Nutzenpaket bilden. Die Steuerlinien befinden sich im druckfreien Bereich zwischen den Nutzenpaketen und verlaufen parallel dazu.The security threads are made from foil webs that have a useful width of 0.5 to 1.5 m. Fig. 2 shows an embodiment of such a film web 3, as it is used as a semi-finished product for the production of security threads. The printed image of the film web consists of utility packages 4 arranged next to one another with adjoining or intermediate control lines 5. The utility packages themselves consist of individual benefits lying next to one another, about 50 individual benefits, each of which contains the printed image of a security thread, forming such a utility package. The control lines are located in the pressure-free area between the utility packages and run parallel to them.

In einem ersten Schneidvorgang, dem Grobschnitt, wird die Folienbahn 3 in einzelne Folienbanden geschnitten, die je ein Nutzenpaket enthalten. Die Justierung der Bahnzuführung erfolgt dabei anhand der Steuerlinien 5 oder anhand separater Randlinien 6.In a first cutting process, the rough cut, the film web 3 is cut into individual film strips, each of which contains a utility package. The web feed is adjusted using the control lines 5 or using separate edge lines 6.

In der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird die Folie mittels mehrerer parallel zueinander ausgerichteten Schneidmessern geschnitten, wobei die Schneidmesser so angeordnet sind, daß der Schnitt jeweils innerhalb dieser Steuerlinien 5 erfolgt.In the preferred embodiment shown here, the film is cut by means of a plurality of cutting knives aligned parallel to one another, the cutting knives are arranged so that the cut is made within each of these control lines 5.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer derartigen Folienbahn 3, mit der in der Steuerlinie 5 verlaufenden Grobschnittlinie 7. Die Steuerlinie 5 schließt sich dabei direkt an die Druckbilder 8 der einzelnen Sicherheitsfäden an.3 shows a section of such a film web 3, with the rough cutting line 7 running in the control line 5. The control line 5 adjoins the printed images 8 of the individual security threads.

Die Breite der Steuerlinien ist dabei so bemessen, daß auch unter Beachtung aller Schnittoleranzen der Verlauf der Grobschnittlinie innerhalb der Steuerlinie über die gesamte Länge der Bahn gewährleistet ist. Aufgrund der parallelen Anordnung der Messer werden die Folienbahnen zudem über die gesamte Bahnlänge konstant in einer vorgegebenen Breite geschnitten.The width of the control lines is dimensioned such that the course of the rough cutting line within the control line is guaranteed over the entire length of the web, even taking into account all cutting tolerances. Due to the parallel arrangement of the knives, the film webs are also constantly cut in a predetermined width over the entire web length.

Diese Folienbänder werden in einer in Fig. 4 und 5 schematisch gezeigten Vorrichtung in einem Feinschnittvorgang in die einzelnen Sicherheitsfäden geschnitten. Die während des Grobschnitts auf Zwischenspeicherrollen 10 aufgerollten Folienbänder werden in dieser Vorrichtung von diesen Speicherrollen abgezogen und mit Hilfe einer Transportvorrichtung der Bearbeitungsstation, in diesem Fall eine Schneidstation 12, zugeführt. Diese Schneidstation 12 ist mit einer in den Figuren nicht gezeigten Messerwalze ausgestattet, die aus einer Vielzahl von scheibenförmigen auf einer Achse gemeinsam angeordneten Messern besteht. Die Anzahl der Messer ist auf die Anzahl der Einzelnutzen auf dem Folienband abgestimmt; der Abstand richtet sich nach der gewünschten Sicherheitsfadenbreite. Beim Durchgang des Folienbands durch diese Schneideinrichtung 12 wird diese Folie also in eine Vielzahl von Sicherheitsfäden 13 geschnitten, die nach Durchgang der Rollen 14 voneinander separiert und auf ebenfalls nicht gezeigte einzelne Spulen aufgespult werden. Im Transportsystem ist eine Ausgleichseinheit 15 vorgesehen, mit deren Hilfe die Bandgeschwindigkeit konstant auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden kann.These film strips are cut into the individual security threads in a device shown schematically in FIGS. 4 and 5 in a fine cutting process. The film strips rolled up on intermediate storage rolls 10 during the rough cut are drawn off from these storage rolls in this device and fed to the processing station, in this case a cutting station 12, with the aid of a transport device. This cutting station 12 is equipped with a knife roller, not shown in the figures, which consists of a plurality of disk-shaped knives arranged jointly on an axis. The number of knives is matched to the number of individual uses on the foil tape; the distance depends on the desired security thread width. When the film strip passes through this cutting device 12, this film is thus cut into a multiplicity of security threads 13 which, after the rolls 14 have passed, are separated from one another and wound onto individual bobbins, also not shown. There is a compensation unit 15 in the transport system provided with the help of which the belt speed can be kept constant at a predetermined value.

Vor der Schneidvorrichtung ist eine Zuführungsvorrichtung 16 vorgesehen, mit der das Band 11 in einer vorbestimmten Lage zur Schneidvorrichtung 12, insbesondere zur Messerwalze, in diese eingeführt werden kann. In einem einfachen Fall besteht diese Zuführungsvorrichtung aus einer Grundplatte 17, mit zwei zur Bandlaufrichtung parallelen Reihen von Führungsstiften 18; der gegenseitige Abstand der Reihen ist auf die Bandbreite abgestimmt, so daß das Band durch beidseitigen Kantenanschlag geführt ist. Die Zuführungsvorrichtung wird durch eine obere Abdeckung 19 abgeschlossen.A feed device 16 is provided in front of the cutting device, with which the belt 11 can be inserted into the cutting device 12, in particular the knife roller, in a predetermined position. In a simple case, this feed device consists of a base plate 17 with two rows of guide pins 18; the mutual spacing of the rows is matched to the bandwidth, so that the tape is guided through edge stops on both sides. The feeder is closed by an upper cover 19.

Abstandselemente, die etwas höher als die Banddicke sind und zwischen der Grundplatte 17 und der Abdeckung 19 liegen, gewährleisten einen ungehinderten Durchlauf des Bandes durch die Zuführvorrichtung. Die Vorrichtung ist insgesamt z. B. über einen Spindelantrieb 20 lateral zur Bandlaufrichtung verschiebbar. Die Verschiebung wird über ein Stellglied 21, beispielsweise einen Schrittmotor, gesteuert. Durch diese seitliche Verschiebung der Zuführungsvorrichtung kann das Band damit in einer vorgegebenen geometrischen Zuordnung zur nachfolgenden Bearbeitungseinrichtung in diese eingeführt werden.Spacer elements, which are somewhat higher than the strip thickness and lie between the base plate 17 and the cover 19, ensure an unimpeded passage of the strip through the feed device. The device is a total of z. B. via a spindle drive 20 laterally to the tape running direction. The displacement is controlled via an actuator 21, for example a stepper motor. As a result of this lateral displacement of the feed device, the belt can thus be introduced into the subsequent processing device in a predetermined geometric assignment.

Die jeweilige Position der Zuführungsvorrichtung 16 wird über einen Meß- und Steuerkreis ermittelt. Hierzu ist vor der Zuführungsvorrichtung eine Meßeinrichtung 22 vorgesehen, die im Bereich der angeschnittenen Steuerlinie 5 angeordnet ist und mit deren Hilfe die Breite dieser Steuerlinie gemessen wird. Als Meßeinrichtung kann z. B. ein CCD-Element in Verbindung mit entsprechenden elektronischen Schaltkreisen 23 verwendet werden, die auf der Basis des Meßergebnisses ein Steuersignal für die Positionierung erzeugen.The respective position of the feed device 16 is determined via a measuring and control circuit. For this purpose, a measuring device 22 is provided in front of the feed device, which is arranged in the region of the cut control line 5 and by means of which the width of this control line is measured. As a measuring device z. B. a CCD element can be used in connection with corresponding electronic circuits 23, which generate a control signal for the positioning on the basis of the measurement result.

Die Breite dieser angeschnittenen Steuerlinie 5 ist ein direktes Maß für den Abstand der Druckbilder der einzelnen Sicherheitsfäden zur Bandkante 25. Mißt man also die Breite dieser Steuerlinie, so kann exakt vorausberechnet werden, in welcher Position das Folienband mit Hilfe der Zuführvorrichtung beim Einlauf in die Bearbeitungsvorrichtung gehalten werden muß, so daß die Druckbilder der einzelnen Sicherheitsfäden z. B. in der gewünschten Mittenlage jeweils exakt zwischen zwei Messern einlaufen.The width of this cut control line 5 is a direct measure of the distance of the printed images of the individual security threads to the band edge 25. If one measures the width of this control line, it can be calculated in advance exactly in which position the film band will be with the aid of the feed device when it enters the processing device must be kept so that the printed images of the individual security threads z. B. in the desired center position exactly between two knives.

Die Meßeinrichtung 22 selbst kann in nahezu beliebig großer Entfernung von der Bearbeitungs- bzw. Zuführungsstation angeordnet werden. Es ist hier lediglich z. B. über eine entsprechende zeitliche Korrelation dafür zu sorgen, daß die von einem bestimmten Bandabschnitt erfaßte Breite der Steuerlinie und das aus dieser Breitenbestimmung ermittelte Stellsignal in dem Moment an der Zuführungsvorrichtung anliegt, in dem der betreffende Bandabschnitt die Zuführungsvorrichtung durchläuft. Damit hier keine Fehler entstehen, werden zusätzliche den Bandlauf kontrollierende und registrierende Elemente wie Zählvorrichtungen für Bandlängen benutzt. Die zeitliche Korrelation kann auch unter Ausnutzung des Maschinentakts oder einer konstanten Bahngeschwindigkeit der Transportvorrichtung erfolgen.The measuring device 22 itself can be arranged at almost any desired distance from the processing or feed station. It is only z. B. via a corresponding temporal correlation to ensure that the width of the control line detected by a certain band section and the actuating signal determined from this width determination is present at the moment at the feed device in which the relevant band section passes through the feed device. To ensure that no errors occur here, additional elements that control and register the tape run are used, such as counting devices for tape lengths. The temporal correlation can also take place using the machine cycle or a constant path speed of the transport device.

Anstatt der hier gezeigten Zuführungsvorrichtung können auch ähnliche Vorrichtungen verwendet werden, die das Band z. B. nur an einer Kante führen und wobei mit entsprechenden mechanischen Mitteln gewährleistet wird, daß das Band stets mit der jeweiligen Führungskante an der Zuführungsvorrichtung anliegt. Des weiteren können anstatt einer Rollenschneidmaschine mit fest zueinander angeordneten Schneidrollen auch andere Bearbeitungsstationen wie Prägemaschinen, Druckwerke u. ä. vorgesehen sein, mit Hilfe der in exakter Ausrichtung zu dem Druckmuster irgendwelche Muster längs jedes Sicherheitsfadens aufgebracht werden. An diese Einrichtungen kann sich zusätzlich noch die vorbeschriebene Schneideinrichtung anschließen. Die Zuführung des Bandes zu den Bearbeitungsstationen und zur Schneidstation kann hierbei über eine einzige Zuführungsvorrichtung, wie oben beschrieben, gesteuert werden, wobei diese Zuführungsvorrichtung beiden Stationen vorgelagert ist. Es kann aber auch jede der Bearbeitungsstationen mit je einer derartigen Zuführungsvorrichtung versehen werden, wobei aber beide Zuführungsvorrichtungen und die entsprechenden Stellglieder auf das Meßergebnis einer gemeinsamen Meßeinrichtung zurückgreifen können.Instead of the feed device shown here, similar devices can also be used, the z. B. lead only on one edge and it is ensured with appropriate mechanical means that the tape always rests with the respective leading edge on the feed device. Furthermore, other processing stations such as embossing machines, printing units and the like can be used instead of a roll cutting machine with cutting rolls arranged fixed to one another. Ä. Provided, with the help of the exact alignment to the print pattern, any pattern along each security thread be applied. The cutting device described above can also be connected to these devices. The feed of the strip to the processing stations and to the cutting station can be controlled via a single feed device, as described above, this feed device being located upstream of both stations. However, each of the processing stations can also be provided with such a feed device, but both feed devices and the corresponding actuators can fall back on the measurement result of a common measuring device.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung noch um eine weitere Meßeinheit 24, die eine Endkontrolle gestattet, erweitert. Diese Kontrolleinrichtung 24 ist z. B. wiederum eine CCD-Kamera, die einen der bereits geschnittenen Fäden erfaßt und mit deren Hilfe die tatsächliche Lage der Druckbilder auf den Fäden stellvertretend für alle anderen kontrolliert werden kann. Mit dieser Einrichtung lassen sich z. B. systematische Fehler feststellen, die z. B. durch eine Nullpunktsdejustierung der Zuführungsvorrichtung zur Bearbeitungsvorrichtung entstehen. Derartige Fehler lassen sich durch die oben beschriebene Meßeinrichtung 22 nicht erfassen.According to an advantageous development, the device according to the invention is expanded by a further measuring unit 24, which allows a final inspection. This control device 24 is, for. B. in turn a CCD camera that detects one of the threads already cut and with the help of which the actual position of the printed images on the threads can be checked on behalf of all others. With this device z. B. determine systematic errors, the z. B. arise from a zero-point adjustment of the feed device to the processing device. Such errors cannot be detected by the measuring device 22 described above.

Um auch für die Kontrolleinrichtung eine gute Voraussetzung für eine optische Abtastung zu schaffen, wird auch beim Feinschnitt vorzugsweise so vorgegangen, daß zumindest eine der Schnittlinien noch in der Steuerlinie verläuft (Fig. 6). Läßt man nun den Faden 31, der diesen Teil der Steuerlinie noch enthält, in die Kontrolleinrichtung 24 einlaufen, so kann bei gutem Kontrast die Breite der auf dem Faden noch verbliebenen Steuerlinien einfach festgestellt werden. Wurde das Folienband in der korrekten Lage der Bearbeitungs- bzw. Schneidvorrichtung zugeführt, so hat diese Steuerlinie auf dem Kontrollfaden 31 eine vorbestimmte Breite, da die Steuerlinie zusammen mit dem Druckbild der einzelnen Sicherheitsfäden auf die Folie aufgedruckt wurde und durch diesen gemeinsamen Druck gewährleistet ist, daß die Steuerlinie in einem vorbestimmten Abstand zu diesen Druckbildern liegt. Mit der Kontrolleinrichtung, die in ihrer Bauart ähnlich der Meßeinrichtung sein kann, aber hinter der Bearbeitungsstation angeordnet ist, ist eine ständige und meßtechnisch einfach durchführbare Qualitätskontrolle möglich.In order to also create a good prerequisite for optical scanning for the control device, the procedure for fine cutting is preferably such that at least one of the cutting lines still runs in the control line (FIG. 6). If the thread 31, which still contains this part of the control line, is now run into the control device 24, the width of the control lines still remaining on the thread can easily be determined with good contrast. Was the film strip in the correct position of the processing or cutting device fed, this control line on the control thread 31 has a predetermined width, since the control line was printed together with the print image of the individual security threads on the film and this common printing ensures that the control line lies at a predetermined distance from these print images. With the control device, which can be similar in design to the measuring device, but is arranged behind the processing station, it is possible to carry out a constant quality control that is simple to carry out using measuring technology.

In den vorhergehend beschriebenen Beispielen wurde immer davon ausgegangen, daß die Zuführungssteuerung des Folienbandes in die Bearbeitungsvorrichtung anhand eigens hierfür vorgesehener Steuerlinien erfolgt. In vielen Fällen bringen aber die Druckbilder der einzelnen Sicherheitsfäden schon die Voraussetzungen hinsichtlich Gestaltung und Kontrast mit, um selbst als Steuerlinien dienen zu können. Bei Sicherheitsfäden, die z. B. ein Längsstreifenmuster aufweisen, kann einer der Farbstreifen direkt als Steuerlinie herangezogen werden. Die Fig. 7 zeigt eine derartige Ausführungsform. Der Sicherheitsfaden soll je ein Muster mit drei verschiedenfarbigen randparellelen Farbstreifen, die z. B. die Landesfarben schwarz, rot, gold darstellen, tragen. Dazu werden die Farbstreifen 41, 42, 43 nebeneinander und ohne Zwischenraum mit von Faden zu Faden jeweils wechselnder Farbabfolge auf eine entsprechende Folie aufgedruckt. Durch diese Anordnung entstehen jeweils in regelmäßigen Abständen Farbstreifen 45 mit doppelter Breite. Ist die Folie auf dichter Aufeinanderfolge über die gesamte Breite mit diesen Streifenmustern bedruckt, so kann beim ersten Schneidvorgang der Grobschnitt jeweils in einer dieser doppelten Farbstreifen 45 erfolgen und aus dem Folienband 40 die verbleibende Farbstreifenbreite 46 nach dem oben beschriebenen Verfahren für die Justierung des Folienbandes in die Feinschneidanlage genutzt werden. In der Feinschneidanlage läuft dann in jede dieser doppelten Farbstreifen ein Messer ein und man erhält damit Sicherheitsfäden mit drei in Längsrichtung laufenden und in den Abmessungen identischen Farbstreifen.In the examples described above, it was always assumed that the control of the feeding of the film strip into the processing device takes place on the basis of control lines provided specifically for this purpose. In many cases, however, the print images of the individual security threads already meet the requirements in terms of design and contrast so that they can serve as control lines themselves. With security threads, the z. B. have a longitudinal stripe pattern, one of the color stripes can be used directly as a control line. 7 shows such an embodiment. The security thread should each have a pattern with three differently colored, border-parallel color strips, which, for. B. represent the national colors black, red, gold, wear. For this purpose, the color strips 41, 42, 43 are printed next to one another and without a space with a color sequence that changes from thread to thread on a corresponding film. This arrangement results in color strips 45 of double width at regular intervals. If the film is printed in tight succession over the entire width with these stripe patterns, the rough cut can take place in one of these double color stripes 45 during the first cutting process and the remaining color stripe width 46 from the film strip 40 according to the method described above for adjusting the film strip in the fineblanking system can be used. In The fineblanking machine then runs a knife into each of these double color strips and you get security threads with three color strips running lengthways and with identical dimensions.

Diese Anordnung der Farbstreifen hat u. a. auch den Vorteil, daß beim Schneiden nicht exakt zwischen zwei direkt aneinandergrenzenden Farbstreifen zu schneiden ist. In diesem Fall würden nämlich kleinste Abweichungen zur Folge haben, daß der Sicherheitsfaden störende Farbränder aufweist, die in der Regel gut sichtbar sind. Mit der oben beschriebenen Farbstreifenanordnung können die Folienbahnen in direkter Nebeneinanderlage mit den verschiedenen Farbstreifen bedruckt werden, ohne daß hier irgend welche Zwischenräume notwendig wären, um Schnitttoleranzen aufzufangen.This arrangement of the color strips has u. a. also the advantage that it is not possible to cut exactly between two directly adjacent color strips when cutting. In this case, the smallest deviations would result in the security thread having disturbing color edges, which are generally clearly visible. With the color strip arrangement described above, the film webs can be printed in direct juxtaposition with the different color strips without any gaps being necessary here in order to compensate for cutting tolerances.

Claims

A method for processing in register sheets of material (3) which are provided with markings (2), in particular printing, extending in the longitudinal direction of the material, said method being used in particular for making security elements in the form of threads (1), strips and the like to be embedded in security documents, characterized by the steps of
guiding the sheet of material (3) on at least one edge of the sheet via a feeding device (16) that is laterally displaceable relative to the direction of transport,
determining the position of the marking (2) relative to one of the edges of the sheet,
producing a signal from this determination of position, and
controlling the feeding device (16) on the basis of this signal in such a way that the sheet of material (3) runs into the processing unit (12) with the marking (2) in a predetermined position relative to said unit.
The method of claim 1, characterized in that the sheet of material (3) bears a plurality of such markings (2), and the sheet of material (3) is cut in the processing unit (12) into individual threads or strips (1) with each thread (1) bearing one of the markings (2).
The method of claim 1 or 2, characterized in that in a first step strips of film (1) of constant width are cut out of the sheet of film (3), and in a second step the individual thread or threads are cut out of these strips.
The method of claim 3, characterized in that control lines (5) parallel to the printing are printed on the sheets (3) or strips (1) of film in addition to the markings (2).
The method of claim 4, characterized in that the first cut is performed within the width of a control line (5), the width of the control line (5) being such that the cutting line extends within the control line over the entire length of the sheet of film (3) in consideration of the tolerances of the cutting process.
The method of claim 5, characterized in that the residual width of the cut control lines (5) on the strips of film (1) is used to determine the position of the marking (2) relative to one of the strip edges, and the feeding device (16) is adjusted on the basis of the control signal in such a way that the sheet of film (1) runs into the cutting unit (12) in a predetermined position relative thereto.
An apparatus for processing in register sheets of material (3) which are provided with markings (2), in particular printing, extending in the longitudinal direction of the material, in particular for making security elements in the form of threads, strips and the like, the apparatus comprising a transport means, a feeding device (16) and a processing unit (12), the sheet of material (3) being fed to the processing unit (12) with the aid of the transport means, and the feeding device (16) being disposed before the processing unit (12), characterized in that
the feeding device (16) guides the sheet of material (3) on at least one edge of the sheet,
a measuring means (22) is provided for determining the position of the marking relative to one of the sheet edges, and
a control unit (23) is present in which a signal is produced on the basis of the signal from the measuring means for driving an actuator (21) serving to position the feeding device in accordance with the signal so that the sheet of material (3) runs into the processing unit (12) with the marking (2) in a predetermined position relative to said unit.
The apparatus of claim 7, characterized in that the processing machine (12) is a reel-cutting machine with cutting rollers in mutually fixed arrangement.
The apparatus of claim 7 or 8, characterized in that a cutting machine (12) is added for cutting the sheet of film (1) into a constant width adapted to the feeding device (16).
The apparatus of claims 7 to 9, characterized in that the measuring means (22) is an optical sensor, e.g. a CCD element.
The apparatus of claims 7 to 10, characterized in that the feeding device is mounted on a displaceable table with step motor control.
The apparatus of claim 7 or 8, characterized in that the processing unit (12) is followed by a control means (24) which is fed at least one thread (31) on the basis of which, substitutionally for all safeguarding threads (13), the position of the marking is tested as to its desired position.