EP0486065A1 - Wertpapier und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
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- EP0486065A1 EP0486065A1 EP91119567A EP91119567A EP0486065A1 EP 0486065 A1 EP0486065 A1 EP 0486065A1 EP 91119567 A EP91119567 A EP 91119567A EP 91119567 A EP91119567 A EP 91119567A EP 0486065 A1 EP0486065 A1 EP 0486065A1
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- B42D25/355—Security threads
Definitions
- the invention relates to a security with an embedded security element, preferably an optically variable element in the form of hologram, diffraction or interference structures applied to the paper surface.
- the invention further relates to a method for producing such a security.
- optically variable elements Various methods are known for applying the optically variable elements to the security; they can usually be divided into three categories: gluing, transfer printing and embossing.
- adhesive labels which are initially pre-punched on silicone paper, for example, are transferred to the paper substrate.
- the adhesive labels have at least one layer structure, which is composed of a pressure-sensitive adhesive layer, a self-supporting film of an optically active layer (for example with a diffraction grating) and an overlying protective layer.
- the thickness of an adhesive label is typically around 50 micrometers, the major part of the thickness being attributable to the carrier film.
- the optically variable element is prefabricated on a transfer belt and transferred to the substrate in a subsequent step.
- the structure transferred to the paper typically has a thickness in the range of a few micrometers.
- the usual layer structure of the element consists of a hot-melt adhesive layer, an embossed lacquer layer, an aluminum vapor deposition layer and a transparent protective covering layer. This layer structure is initially on the transfer film, and is attached to the film with a release layer (e.g. a wax layer).
- a release layer e.g. a wax layer.
- the tape with the hot-melt adhesive layer is placed on the substrate; the hot-melt adhesive layer is activated by pressing on a heated stamp, so that the element connects to the substrate.
- the separating layer melts, causing the hologram to detach from the transfer belt.
- the transfer principle is the most frequently used method today and is also particularly commonly used to apply holograms to plastic credit cards.
- the embossing process is particularly suitable for diffraction elements such as holograms and optical gratings.
- a layer of a curable lacquer is applied to a substrate, which is preferably provided with an extremely thin and reflective metal surface.
- the diffractive relief structure is embossed into the lacquer layer with an embossing stamp.
- the structure is covered with a protective lacquer.
- the finished element has a layer structure which consists of the successive layers of lacquer with a metal layer and relief structure and the protective lacquer layer.
- Adhesive labels are technically simple to produce and can be transferred to the intended substrates without any problems. Extremely disadvantageous for an application in the securities sector, however, with adhesive labels is the possibility of detaching the elements as a whole from the substrate and transferring them to counterfeit products. For this reason, the transfer and embossing elements are preferred for securities applications.
- the transfer and embossing elements largely meet the counterfeit protection requirements demanded in the securities sector, but there are a number of production-related problems in the production of securities with these elements.
- EP-OS 0 338 378 Such a system for manufacturing paper products is known from EP-OS 0 338 378, which has both a printed image and an optical diffraction element.
- the paper is first printed in known printing units.
- a radiation-curable lacquer is then applied in a single operation, analogous to the embossing process described, and provided with a diffraction structure.
- the diffraction structure is vapor-coated with a reflective metal layer and provided with a protective lacquer.
- the hologram application process is divided into two. Following the paper production, the lacquer is applied to the paper surface in a first sub-step. After printing on the paper, the optical grid is embossed in the next step.
- a variant of this two-part process is described in US Pat. No. 4,420,515.
- a metal layer and an overlying adhesive layer are first applied to a plastic transfer belt with a prepared surface; these two layers form the substructure of the future security element.
- the two layers are laminated to the substrate, the substructure of the element assuming the surface quality of the transfer tape under the action of heat and pressure during the lamination process.
- a printed image and an optically acting relief structure are applied to the substrate.
- the invention has for its object to provide a security with security element, in particular optically variable element, and a method for its production, in which a subsequent printing of the security, especially in steel intaglio printing, is possible without damaging the optically variable element.
- security element in particular optically variable element
- a method for its production in which a subsequent printing of the security, especially in steel intaglio printing, is possible without damaging the optically variable element.
- the application of the optically variable elements to the security is to be integrated into the paper production in such a way that it is possible to work with comparatively fast-working reel machines.
- the application of the optically variable elements should be integrated into existing production processes in such a way that existing machines have to be changed as little as possible.
- the invention is based on the knowledge that optically variable elements and paper are two materials with very different properties and that, depending on the intended function, different requirements are placed on the two materials. Paper, especially security, has a certain "grip" among other properties, furthermore the paper must be able to accept and bind printing inks. These properties are achieved by choosing special types of paper, preferably rag paper, and by setting a predetermined surface roughness and structure. In contrast, optically variable elements must have optical properties with the highest possible efficiency. For this, the physical laws primarily require surface structures that are characterized by a more smooth and flat surface.
- the invention teaches that the optically variable element should already be connected to the security during paper production, specifically in the state in which the security is still relatively damp, soft and not yet gauzed or calendered.
- the still high water content in this phase of production has a pressure-equalizing effect and enables the element to be embedded evenly in the paper pulp.
- the surface roughness of the paper does not characterize the sensitive layers of the element, but conversely there is an adaptation of the still compliant paper fibers to the smooth undersurface of the optically variable elements on their other side supported by the smooth surfaces of the calender rolls.
- the optically variable element is embedded in the paper substance, the paper surface being flush with the surface of the optically variable element. Subsequent printing is also possible in the areas of the optically variable element, since the high pressures which occur do not lead to an excessive load on the optically variable element embedded in the surface of the security.
- the optically variable elements are in tape form, similar to the known security threads.
- the carrier material with the optically active structure is placed on the paper layer formed after the sheet formation has been completed or is almost complete.
- the band is either brought outside the pulp to the circular screen after the paper layer has completely formed, ie it is placed on the paper fiber layer after leaving the circular screen, or the band is brought to the circular screen by means of nozzles in the pulp after e.g. . B. 90% of the final paper thickness is present, so that the material thickness of element plus paper corresponds approximately to the paper thickness in the adjacent areas.
- the subsequent process steps such as. B.
- the paper-side layer of the carrier tape is preferably provided with an adhesive layer which cures when the paper dries.
- the specialist selects the most suitable one from the range of adhesives commercially available. Both pressure-sensitive adhesives and water-soluble adhesives or hot-melt adhesives appear particularly suitable. If necessary, it is also possible to support the adhesive curing by appropriate UV or infrared radiation.
- individual optically variable elements in the form of adhesive labels can also be provided. These adhesive labels are preferably attached to an endless transfer belt which is later, i. H. after anchoring the labels, in the paper mass is peeled off again.
- the manufacturing method according to the invention is of course not limited to securities that have sensitive optically variable elements.
- Other security elements such as. B. security threads with micro or negative printing can be introduced in the manner described in securities. Because such security elements Because of their high resistance compared to optically variable elements, they place less demands on the paper material and the treatment, so they can be fed at any point during paper production. It can e.g. B. can be brought up to the circular screen after 85% paper accumulation, so that the element is well protected embedded in the remaining 15% that surround it at the end of paper production or just before the final paper thickness is available.
- FIG. 1 shows a section of a security 10 with an embedded security element, preferably an optically variable element 12.
- the optically variable element is embedded seamlessly in the form of a strip in the paper mass, its surface being flush with the paper surface.
- the surface of the optically variable element, which preferably has a hologram structure 14, is visible over the entire area from the outside, so that the optical effects can be checked easily, which is not always the case with the known "window security threads", since there the tiny areas that do Make thread material visible, optically not very effective.
- the optically variable element is preferably in the form of a thin self-supporting film strip 16.
- the band 16 as indicated in FIG. 2, is fed to the paper machine in such a way that it rests on the paper fiber layer 26 that has already been formed.
- the belt 16 is inserted between the take-off felt 22 and the paper fiber layer 26 leaving the circular screen 18.
- the tape 16 is drawn off from a supply roll 17.
- the paper layer is formed on the circular screen 18 in a known manner by withdrawing liquid from the pulp 24 through the interior 20 of the circular screen 18, the paper fibers being deposited on the circular screen.
- the carrier tape with the optically variable elements can also be placed on the other side of the paper layer 26, that is to say, for example, inserted into the gap between the rollers 25 and the paper layer 26.
- FIG. 4 Another possible variant of thread insertion is shown in FIG. 4, in particular for narrow threads.
- the belt 16 carrying the optically variable element is placed on the circular sieve before the paper production.
- This option is particularly suitable for threads whose width is in the region of the paper fiber length or less, since no fibers are deposited on the thread itself, but those that deposit on the wire in the immediate vicinity of the thread The thread overlap, so that a paper base has nevertheless formed in the area of the thread when leaving the pulp.
- the side of the tape 16 facing the paper web is provided with an adhesive layer, as a result of which the tape is more firmly fixed on the paper surface.
- the adhesive layer can be designed both as a water-soluble wet adhesive and as a hot melt adhesive. When the paper web dries, the adhesive is activated and / or cured. The element is thus firmly anchored in the paper.
- the feeding of the security element is described here for reasons of clarity on a machine with only one circular screen. However, it is not a problem to transfer this method to a machine with two layers of production. In this case, the thread is fed to the screen, which produces the majority of the paper thickness.
- the hologram thread 16 is, as can be seen from FIG. 5, applied to the paper 26 with a nozzle 30, similar to a conventional security thread, the nozzle 30 being immersed so far in the pulp 24 that a point is reached where sufficient Paper is formed. No more paper is deposited in front of the belt 16 when the belt 16 is sufficiently wide or when the paper has essentially reached its final thickness, since the thread in its contact area prevents the water permeability of the paper and sieve. With this procedure too Hologram thread 16 z. B. coated with a hot glue. It is then firmly attached to the paper in the hot dryer section of the paper machine.
- the adhesive such as, for example, hot glue
- the adhesive may initially only have minimal adhesive strength when it is being introduced, since otherwise the tape 16 would stick in the insertion nozzle 30.
- the tape 16 is initially held only by the "self-adhesive force" of the moist paper 26, that is to say by adhesion.
- the processes described below are therefore more suitable for wider, thicker and stiffer carrier materials.
- FIG. 5 shows a method which enables a hologram thread 16 to be applied, which is coated with a strong pressure-sensitive adhesive and, as is customary in such cases, is provided with a silicone paper 35 which protects the coated side.
- This double band of hologram carrier tape 16 and silicone paper 35 is, as before, drawn off from a supply roll 17 and brought up to the circular screen 18 via deflection rolls.
- the pull-off device 32 for the silicone paper 35 which essentially consists of a deflection roller which feeds the removed silicone paper to a storage roll 31.
- the methods shown in FIGS. 6 and 7 can be combined in order to facilitate the threading of a hologram tape 16 coated with pressure-sensitive adhesive with silicone paper 35.
- the silicone paper 35 is drawn off from the belt 16 directly after the dispenser roller 17 via the deflection roller 33 and fed to a storage roller 34.
- the now exposed adhesive coating of the tape 16 is protected during the further transport to the wet paper web by a circumferential silicone-coated film 40, quite analogously to the method described above.
- the procedure shown in FIG. 9 offers a further alternative to the previously mentioned methods for introducing pressure-sensitive adhesive-coated hologram tapes.
- the hologram band 16 is coated with adhesive 50 immediately before being introduced into the paper machine and is transported to the circular sieve according to the known method with the aid of a circulating silicon band 40.
- adhesives that can be used, it should be noted that in addition to hot and pressure-sensitive adhesives, other adhesives, such as, for. B. multi-component adhesive, or adhesives that are activated in water can be used. It is also advantageous to use adhesive mixtures in which the tapes are first attached and then firmly attached to the paper in later production steps (for example when drying and calendering under the influence of heat).
- the hologram tape After placing the hologram tape on the paper layer, it runs in the usual way through the further treatment stations of the paper machine, during calendering the tape is pressed into the still soft paper layer in the manner shown in Fig. 1, the paper fibers of the smooth surface of the Customize elements.
- the transfer belt In the event that an endless belt is not applied, but individual elements, the transfer belt must be removed again after the elements have been anchored in the paper. This is preferably done after the paper web has dried, but in any case before the sizing station. The same procedure is necessary if endless tapes are to be applied using the transfer process or if thin foils with low intrinsic stability are to be fixed on the paper surface.
- the paper web After the quality check, the paper web is ready for printing, it can either be wound up on a winder and stored or it can be fed directly into a printing machine.
- the method according to the invention is not limited to a circular screen machine.
- the hologram tape can be fed from the wire shortly before or shortly after leaving the paper fiber layer in the same way as was explained in connection with a rotary wire machine.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Wertpapier mit eingelagertem Sicherheitselement, vorzugsweise optisch variablem Element in Form von auf der Papieroberfläche aufgebrachten Hologramm-, Beugungs- oder Interferenzstrukturen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wertpapiers.
- Zum Schutz gegen Nachahmungen mit Farbkopierern werden Wertpapiere zunehmend mit optisch variablen Sicherheitselementen, insbesondere Hologrammen, ausgestattet. Der Fälschungsschutz beruht auf der ungenügenden Wiedergabe der optischen Eigenschaften solcher Elemente durch die Farbkopierer.
- Zur Aufbringung der optisch variablen Elemente auf das Wertpapier sind verschiedene Verfahren bekannt, sie lassen sich üblicherweise in drei Kategorien Kleben, Transferdruck und Prägen einteilen.
- Beim Kleben werden Haftetiketten, die sich beispielsweise zunächst vorgestanzt auf Silikonpapier befinden, auf das Papiersubstrat übertragen. Die Haftetiketten weisen zumindest einen Schichtaufbau auf, der sich aus einer Haftklebeschicht, einer selbsttragenden Folie einer optisch aktiven Schicht (beispielsweise mit Beugungsgitter) und einer darüberliegenden Schutzschicht zusammensetzt. Die Dicke eines Haftetiketts liegt typischerweise in der Größe von 50 Mikrometer, wobei der wesentliche Anteil der Dicke auf die Trägerfolie entfällt.
- Beim Transferdruck, auch Heißprägen genannt, wird das optisch variable Element auf einem Transferband vorgefertigt und in einem nachfolgenden Arbeitsschritt auf das Substrat übertragen. Der auf das Papier übertragene Aufbau besitzt typischerweise eine Dicke im Bereich von wenigen Mikrometern. Im Falle von Hologrammen besteht der übliche Schichtaufbau des Elements aus einer Heißklebeschicht, aus einer Lackschicht mit Prägung, einer Aluminium-Aufdampfschicht und einer transparenten abdeckenden Schutzschicht. Dieser Schichtaufbau befindet sich zunächst auf der Transferfolie, wobei er mit einer Releaseschicht (z. B. einer Wachsschicht) auf der Folie befestigt ist. Zum Transfer wird das Band mit der Heißklebeschicht auf das Substrat aufgelegt, durch Anpressen eines geheizten Stempels wird die Heißklebeschicht aktiviert, so daß sich das Element mit dem Substrat verbindet. Gleichzeitig schmilzt die Trennschicht, wodurch sich das Hologramm vom Transferband löst. Das Transferprinzip ist heute das am häufigsten angewandte Verfahren und wird insbesondere auch üblicherweise zum Aufbringen von Hologrammen auf Kunststoff-Kreditkarten verwendet.
- Das Prägeverfahren eignet sich vor allem für Beugungselemente, wie Hologramme und optische Gitter. Hierbei wird auf ein Substrat eine Schicht aus einem aushärtbaren Lack aufgetragen, der vorzugsweise mit einer extrem dünnen und reflektierenden Metalloberfläche versehen ist. Mit einem Prägestempel wird in die Lackschicht die beugungsoptische Reliefstruktur eingeprägt, nach dem Aushärten des Lacks wird die Struktur mit einem Schutzlack abgedeckt. Das fertige Element weist einen Schichtaufbau auf, der aus den aufeinanderfolgenden Schichten von Lack mit Metallschicht und Reliefstruktur sowie der Schutzlackschicht besteht.
- Jedes der bekannten Verfahren und die damit hergestellten Produkte haben ihre speziellen Vor- und Nachteile. Klebeetiketten beispielsweise sind technisch einfach herstellbar und problemlos auf die vorgesehenen Substrate übertragbar. Extrem nachteilig für eine Anwendung auf dem Wertpapiersektor ist bei Klebeetiketten allerdings die Möglichkeit, die Elemente als Ganzes vom Substrat zu lösen und auf gefälschte Produkte zu übertragen. Aus diesem Grund werden für Wertpapieranwendungen die Transfer- und Prägeelemente bevorzugt.
- Die Transfer- und Prägeelemente genügen weitgehend dem auf dem Wertpapiersektor geforderten Bedürfnissen an Fälschungssicherheit, jedoch stellen sich bei der Fertigung von Wertpapieren mit diesen Elementen eine Reihe von fertigungstechnischen Problemen.
- Es ist zu berücksichtigen, daß Wertpapiere üblicherweise ein sicherheitstechnisch hochwertiges Druckbild besitzen, diese Druckbilder werden in den meisten Fällen mit Hilfe von Stahltiefdruckverfahren aufgebracht. Stahltiefdruck und verwandte Verfahren erfordern, damit sich die Druckfarben gut mit dem Substrat verbinden, eine relativ hohe Oberflächenrauhigkeit des Substrats. Rauhe Oberflächen sind jedoch für die Aufbringung der wenig stabilen optisch variablen Elemente denkbar ungeeignet. Die empfindlichen Hologrammstrukturen werden nämlich durch rauhe Oberflächenstrukturen in ihrer Qualität sehr negativ beeinflußt.
- Weiterhin ist zu beachten, daß das Wertpapier beim Stahltiefdruck auf seiner ganzen Fläche einer sehr hohen Druckbelastung ausgesetzt wird. Eventuell vor dem Druck aufgebrachte optische Elemente werden hierdurch gewöhnlich in ihrer optischen Wirkung herabgesetzt und können durch die sich vom Papieruntergrund durchprägende Papierrauhigkeit sogar beschädigt oder völlig zerstört werden.
- Bei der Herstellung von Wertpapieren mit optisch variablen Elementen stattet man aufgrund dieser Problematik das Wertpapier entweder zuerst mit dem Druckbild aus und bringt das Hologramm in einem der darauffolgenden Arbeitsschritte auf oder man zerlegt die Aufbringung der Elemente in Einzelschritte, wobei die durch das Stahltiefdruckverfahren nicht gefährdete Maßnahmen vor dem Bedrucken und die anderen erst nach dem Druckvorgang vorgesehen wurden. Bei einer solchen Vorgehensweise nahm man bisher bewußt in Kauf, daß durch die direkte Verkopplung mit dem Druckvorgang einerseits keine auftragsneutrale Vorfertigung von unbedruckten Wertpapieren mit optisch variablen Elementen möglich war (keine Produktion auf Halde) und man andererseits für die Aufbringung der optisch variablen Elemente pro Drucklinie spezielle dafür geeignete Maschinen (Transfermaschinen etc.) benötigt. Die pro Drucklinie benötigten Spezialmaschinen erhöhen nicht nur die Kosten und den Raumbedarf für den Maschinenpark, sondern bilden aufgrund der abweichenden Produktionskapazität am Ende der Drucklinie jeweils einen Engpaß, der nur mit erhöhtem zusätzlichen Maschinenaufwand ausgeglichen werden kann.
- Aus der EP-OS 0 338 378 ist ein derartiges System zur Fertigung von Papierprodukten bekannt, die sowohl ein Druckbild wie ein optisches Beugungselement aufweisen. In einem kontinuierlichen Prozeß wird das Papier zunächst in bekannten Druckwerken bedruckt. Anschließend wird analog zum beschriebenen Prägeverfahren in einem Arbeitsgang ein strahlungshärtbarer Lack aufgetragen und mit einer Beugungsstruktur versehen. In nachfolgenden Arbeitsgängen wird die Beugungsstruktur mit einer reflektierenden Metallschicht bedampft und mit einem Schutzlack versehen.
- In anderen bekannten Systemen wird der Arbeitsgang der Hologrammaufbringung zweigeteilt. Im Anschluß an die Papierherstellung wird dabei in einem ersten Teilschritt der Lack auf die Papieroberfläche aufgetragen. Nach dem Bedrucken des Papiers wird im nächsten Teilschritt das optische Gitter eingeprägt.
- In der US-PS 4,420,515 ist eine Variante dieses zweiteiligen Verfahrens beschrieben. Auf ein Kunststoff-Transferband mit einer präparierten Oberfläche wird zunächst eine Metallschicht und eine darüberliegende Klebeschicht aufgebracht, diese beiden Schichten bilden den Unterbau des zukünftigen Sicherheitselements. Im ersten Teilschritt werden die beiden Schichten auf das Substrat laminiert, wobei unter der Wärme- und Druckeinwirkung beim Laminiervorgang der Unterbau des Elements die Oberflächenqualität des Transferbands annimmt. Im zweiten Teilschritt werden ein Druckbild und eine optisch wirkende Reliefstruktur auf das Substrat aufgebracht.
- Die erzwungene Reihenfolge von Bedrucken und Aufbringen der optisch wirksamen Schichten bzw. das Aufbringen der optisch wirksamen Strukturen führt, wie bereits angedeutet, zu einer Reihe von schwerwiegenden Nachteilen.
- Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist ihre schwierige Eingliederung in den Organisationsablauf von Wertpapierdruckereien. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es bei der Wertpapierherstellung praktisch unumgänglich, daß der Druckvorgang, insbesondere das Drucken der Seriennummer, den letzten Verarbeitungsvorgang vor der Auslieferung der Wertpapiere darstellt. In Wertpapierdruckereien ist es deshalb feste Gepflogenheit, Papier mit den zugehörigen Sicherheitsmerkmalen wie Wasserzeichen, Sicherheitsfaden und eventuellen optischen Elementen vorzufertigen und anschließend zu bedrucken.
- Die Beibehaltung dieser Fertigungsfolge ist dabei bei den bekannten Verfahren ebenfalls nicht möglich.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wertpapier mit Sicherheitselement, insbesondere optisch variablem Element, und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, bei dem ein nachträgliches Bedrucken des Wertpapiers, insbesondere im Stahltiefdruckverfahren, möglich ist, ohne daß dadurch das optisch variable Element beschädigt wird. Das Aufbringen der optisch variablen Elemente auf das Wertpapier soll derart in die Papierfertigung integriert werden, daß mit vergleichsweise schnell arbeitenden Rollen-Maschinen gearbeitet werden kann. Die Aufbringung der optisch variablen Elemente soll schließlich so in bestehende Fertigungsabläufe integriert werden, daß vorhandene Maschinen möglichst wenig geändert werden müssen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1, 10 und 16 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß optisch variable Elemente und Papier zwei Materialien mit höchst unterschiedlichen Eigenschaften sind und daß entsprechend der vorgesehenen Funktion auch verschiedene Anforderungen an die beiden Materialien gestellt werden. Papier, insbesondere Wertpapier, hat neben anderen Eigenschaften eine gewisse "Griffigkeit" aufzuweisen, weiter muß das Papier Druckfarben annehmen und binden können. Diese Eigenschaften erreicht man durch Wahl spezieller Papierarten, vorzugsweise Hadernpapier sowie durch Einstellung einer vorbestimmten Oberflächenrauhigkeit und -struktur. Optisch variable Elemente haben demgegenüber optische Eigenschaften mit möglichst hohem Wirkungsgrad aufzuweisen. Die physikalischen Gesetze erfordern hierfür aber in erster Linie Oberflächenstrukturen, die sich durch eine mehr glatte und ebene Oberfläche auszeichnen.
- Beim Aufbringen der optischen Elemente auf Papier besteht daher stets die Gefahr, daß sich die Oberflächenrauhigkeit des Papiers in die zum Teil sehr empfindlichen Schichten des Flächenelements einprägen und diese somit beschädigen, beeinträchtigen oder gar zerstören. Im Regelfall ist deshalb ein Ausgleich zwischen den unterschiedlichen Oberflächenqualitäten notwendig, der eine derartige Beeinträchtigung verhindert.
- Im Gegensatz zur bisherigen Vorgehensweise, bei welcher die optisch variablen Elemente immer erst nach der eigentlichen Herstellung auf das Wertpapier aufgeprägt, aufgeklebt oder übertragen wurden, gibt die Erfindung die Lehre, das optisch variable Element bereits während der Papierherstellung mit dem Wertpapier zu verbinden und zwar in dem Zustand, in dem das Wertpapier noch relativ feucht, weich und noch nicht gegautscht oder kalandriert ist. Im Gegensatz zum getrockneten und ausgehärteten Zustand des Papiers ist es in dieser Phase möglich, auch ein druckempfindliches optisch variables Element in die Papiermasse hineinzudrücken, ohne daß es dabei zu irgendwelchen Beschädigungen kommt. Der noch hohe Wassergehalt in dieser Phase der Herstellung wirkt druckausgleichend und ermöglicht eine gleichmäßige Einbettung des Elements in die Papiermasse.
- Anders als beim nachträglichen Aufbringen der optisch variablen Elemente prägt die Oberflächenrauhigkeit des Papiers nicht die empfindlichen Schichten des Elements, sondern es kommt umgekehrt zu einer Anpassung der noch nachgiebigen Papierfasern an die glatte Unterfläche der optisch variablen Elemente, die auf ihrer anderen Seite durch die glatten Oberflächen der Kalanderwalzen gestützt werden.
- Im Ergebnis erreicht man dadurch eine Einbettung des optisch variablen Elements in die Papiersubstanz, wobei die Papieroberfläche mit der Oberfläche des optisch variablen Elements fluchtet. Ein nachträgliches Bedrucken auch in den Bereichen des optisch variablen Elements ist ohne weiteres möglich, da die auftretenden hohen Drücke nicht zu einer übermäßigen Belastung des in die Oberfläche des Wertpapiers eingelassenen optisch variablen Elements führen.
- Besonders vorteilhaft für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, wenn die optisch variablen Elemente in Bandform, ähnlich den bekannten Sicherheitsfäden, vorliegen. Anders als diese Sicherheitsfäden wird das Trägermaterial mit der optisch aktiven Struktur auf die gebildete Papierschicht aufgelegt, nachdem die Blattbildung abgeschlossen oder nahezu abgeschlossen ist. In diesem Sinne wird das Band entweder außerhalb der Pulpe an das Rundsieb herangeführt, nachdem sich die Papierschicht vollständig gebildet hat, d. h. es wird nach Verlassen des Rundsiebs auf die Papierfaserschicht aufgelegt oder das Band wird mittels Düsen in der Pulpe an das Rundsieb herangeführt, nachdem z. B. 90 % der endgültigen Papierdicke vorliegen, so daß die Materialdicke von Element plus Papier etwa der Papierdicke in den nebenliegenden Bereichen entspricht. Die daran anschließenden Verfahrensschritte, wie z. B. das Kalandrieren, Leimen, Trocknen etc., entsprechen dem üblichen Vorgehen. Durch sie wird das Trägerband fest in dem Wertpapier verankert. Vorzugsweise ist die papierseitige Schicht des Trägerbands mit einer Kleberschicht zu versehen, die beim Trocknen des Papiers aushärtet. Je nach Ausführungsform, d. h. Bandbreite, Steifigkeit, Aufbringzeitpunkt etc., wählt der Fachmann aus der im Handel verfügbaren Palette von Klebstoffen den jeweils geeigneten aus. Besonders geeignet erscheinen dabei sowohl Haftkleber, als auch wasserlösliche Kleber oder auch Heißschmelzkleber. Gegebenenfalls ist es auch möglich, die Kleber-Aushärtung durch eine entsprechende UV- oder Infrarotbestrahlung zu unterstützen.
- Für den Fall, daß kein endloses Trägerband eingesetzt werden soll, können auch einzelne optisch variable Elemente in Form von Haftetiketten vorgesehen sein. Diese Haftetiketten werden vorzugsweise an einem endlosen Transferband befestigt, das später, d. h. nach Verankerung der Etiketten, in der Papiermasse wieder abgezogen wird.
- Da sich die Hologramm-Aufbringung noch im Rollenstadium des Papiers durchführen läßt, sind hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten möglich.
- Aus der Unabhängigkeit von Druckprozeß und Hologramm-Aufbringung ergibt sich als weiterer Vorteil, daß der in den Wertpapierdruckereien übliche Verfahrensablauf eingehalten werden kann. So kann das Papier mit all seinen Sicherheitselementen wie Wasserzeichen, Sicherheitsfaden, optisch variablem Element usw. vorgefertigt und soweit nötig auch gelagert werden. Der besonders sicherheitskritische Druckvorgang stellt wie üblich den letzten Verfahrensschritt dar.
- Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist natürlich nicht auf Wertpapiere beschränkt, die empfindliche optisch variable Elemente aufweisen. Auch andere Sicherheitselemente, wie z. B. Sicherheitsfäden mit Mikro- oder Negativdruck, können auf die beschriebene Weise in Wertpapiere eingebracht werden. Da derartige Sicherheitselemente aufgrund ihrer, im Vergleich zu optisch variablen Elementen, hohen Widerstandsfähigkeit geringere Anforderungen an das Papiermaterial und die Behandlung stellen, können sie an beliebigen Punkten während der Papierherstellung zugeführt werden. Es kann z. B. bereits nach 85 % Papieranlagerung an das Rundsieb herangeführt werden, so daß das Element gut geschützt in den restlichen 15 % eingebettet ist, die es am Ende der Papierherstellung umgeben oder auch erst kurz bevor die endgültige Papierdicke vorliegt.
- Nachfolgend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch ein Wertpapier mit eingelassenem Hologrammelement und
- Fig. 2 - 9
- schematische Darstellungen einer Rundsiebpapiermaschine zur erfindungsgemäßen Aufbringung der optisch variablen Elemente.
- Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Wertpapier 10 mit einem eingelagerten Sicherheitselement, vorzugsweise einem optisch variablen Element 12. Das optisch variable Element ist in Form eines Streifens fugenlos in die Papiermasse eingebettet, wobei seine Oberfläche mit der Papieroberfläche fluchtet. Die Oberfläche des optisch variablen Elements, das vorzugsweise eine Hologrammstruktur 14 aufweist, ist von außen ganzflächig sichtbar, so daß die optischen Effekte gut überprüfbar sind, was bei den bekannten "Fenstersicherheitsfäden" nicht immer der Fall ist, da dort die winzigen Flächen, die das Fadenmaterial sichtbar machen, optisch nicht sehr wirksam sind.
- Das optisch variable Element liegt vorzugsweise als dünnes selbsttragendes Folienband 16 vor. Es ist jedoch ebenso möglich, die optisch variablen Schichten auf einem Papierstreifen, Metallstreifen oder einem anderen geeigneten Material vorzusehen. Das Band 16 wird, wie in Fig. 2 angedeutet, der Papiermaschine so zugeführt, daß es auf der bereits gebildeten Papierfaserschicht 26 aufliegt. Dabei wird das Band 16 zwischen dem Abnahmefilz 22 und die das Rundsieb 18 verlassende Papierfaserschicht 26 eingeführt. Das Band 16 wird von einer Vorratsrolle 17 abgezogen.
- Die Bildung der Papierschicht erfolgt auf dem Rundsieb 18 in bekannter Art und Weise, indem Flüssigkeit aus der Pulpe 24 durch das Innere 20 des Rundsiebs 18 abgezogen wird, wobei sich die Papierfasern auf dem Rundsieb ablagern.
- Durch die Einführung des Bandes 16 zwischen Filz 22 und Papierschicht 26 wird eine besonders gute Führung und genaue Plazierung des Bandes 16 möglich. Das Trägerband mit den optisch variablen Elementen kann aber auch, wie in Fig. 3 gezeigt, auf der anderen Seite der Papierschicht 26 aufgelegt werden, also beispielsweise in den Spalt zwischen den Rollen 25 und der Papierschicht 26 eingeführt werden.
- Eine weitere mögliche Variante der Fadeneinbringung zeigt Fig. 4, insbesondere für schmale Fäden. In diesem Fall wird das das optisch variable Element tragende Band 16 bereits vor der Papierherstellung an das Rundsieb angelegt. Diese Möglichkeit eignet sich besonders gut für Fäden, deren Breite im Bereich der Papierfaserlänge oder darunter liegt, da sich zwar auf dem Faden selbst keine Fasern ablagern, aber diejenigen, die sich in der direkten Umgebung des Fadens am Sieb ablagern, den Faden überlappen, so daß sich auf diese Weise beim Verlassen der Pulpe dennoch eine Papierunterlage im Bereich des Fadens gebildet hat.
- In einer bevorzugten Ausführungsform wird die der Papierbahn zugewandte Seite des Bandes 16 mit einer Kleberschicht versehen, wodurch eine stärkere Fixierung des Bandes auf der Papieroberläche erreicht wird. Die Kleberschicht kann sowohl als wasserlöslicher Naßkleber als auch als Heißschmelzkleber ausgeführt sein. Beim Trocknen der Papierbahn wird der Kleber aktiviert und/oder ausgehärtet. Das Element wird damit fest im Papier verankert.
- Die Zuführung des Sicherheitselements wird hier aus Gründen der Anschaulichkeit an einer Maschine mit nur einem Rundsieb beschrieben. Es stellt jedoch kein Problem dar, dieses Verfahren auf eine Maschine mit zweilagiger Produktion zu übertragen. In diesem Fall wird der Faden dem Sieb zugeführt, das den Hauptanteil der Papierdicke produziert.
- Die Fig. 5 bis 9 zeigen verschiedene Möglichkeiten, wie das Trägerband 16 innerhalb der Pulpe 24 an das Rundsieb 18 herangeführt werden kann, nachdem z. B. 90 % der endgültigen Papierdicke vorliegen.
- Der Hologrammfaden 16 wird dabei, wie aus Fig. 5 ersichtlich, mit einer Düse 30, ähnlich wie ein üblicher Sicherheitsfaden, auf das Papier 26 aufgebracht, wobei die Düse 30 so weit in die Pulpe 24 eintaucht, daß eine Stelle erreicht wird, wo genügend Papier gebildet ist. Vor dem Band 16 lagert sich kein Papier mehr ab, wenn das Band 16 genügend breit ist oder wenn das Papier im wesentlichen die endgültige Dicke erreicht hat, da der Faden in seinem Auflagebereich die Wasserdurchlässigkeit von Papier und Sieb unterbindet. Auch bei diesem Verfahren kann der Hologrammfaden 16 z. B. mit einem Heißkleber beschichtet sein. In der heißen Trockenpartie der Papiermaschine wird er dann fest mit dem Papier verbunden. Nachteilig ist, daß der Klebstoff (wie z. B. Heißkleber) bei der Einbringung zunächst nur minimale Klebkraft haben darf, da sonst das Band 16 in der Einbringdüse 30 festkleben würde. Das Band 16 wird zunächst nur mit der "Eigenklebekraft" des feuchten Papiers 26, d. h. per Adhäsion, festgehalten. Für breitere, dickere und steifere Trägermaterialien sind deshalb die im folgenden beschriebenen Verfahren besser geeignet.
- In Fig. 5 ist ein Verfahren dargestellt, welches das Auflegen eines Hologrammfadens 16 ermöglicht, die mit einem starken Haftkleber beschichtet und, wie in solchen Fällen üblich, mit einem die beschichtete Seite schützenden Silikonpapier 35 versehen ist. Dieses Doppelband aus Hologramm-Trägerband 16 und Silikonpapier 35 wird, wie bisher, von einer Vorratsrolle 17 abgezogen und über Umlenkrollen an das Rundsieb 18 herangeführt. An der gleichen Stelle befindet sich die Abziehvorrichtung 32 für das Silikonpapier 35, die im wesentlichen aus einer Umlenkrolle besteht, die das abgezogene Silikonpapier einer Speicherrolle 31 zuführt.
- Bei der Verwendung von schwächeren Haftklebern, ähnlich wie Tesafilm, genügt es, die mit Klebstoff beschichtete Seite des Bandes 16 während der Zuführung zum Rundsieb 18 abzudecken, so daß sich in diesem Fall nur der Hologrammfaden 16 auf der Spenderrolle 17 befindet. Fig. 7 zeigt ein derartiges Verfahren, bei dem als schützende Abdeckung ein in sich geschlossenes silikonbeschichtetes Trägerband 40 benutzt wird. Dieses Band durchläuft eine durch die Umlenkrollen 41 bis 43 definierte Strecke, wobei es im Bereich zwischen den Umlenkrollen 44 und 41 die klebende Oberseite des Hologrammbandes 16 abdeckt. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich Papierfasern oder andere in der Pulpe enthaltene Substanzen auf der Klebstoffbeschichtung absetzen und dadurch die Haftung auf dem nassen Blattmaterial beeinträchtigen.
- Die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Verfahren können, wie in Fig. 8 gezeigt, kombiniert werden, um das Einfädeln eines haftkleberbeschichteten Hologrammbandes 16 mit Silikonpapier 35 zu erleichtern. Hier wird das Silikonpapier 35 direkt nach der Spenderrolle 17 über die Umlenkrolle 33 von dem Band 16 abgezogen und einer Speicherrolle 34 zugeführt. Die nun freiliegende Klebstoffbeschichtung des Bandes 16 wird während des weiteren Transports zu der nassen Papierbahn durch eine umlaufende silikonbeschichtete Folie 40 geschützt, ganz analog zum oben beschriebenen Verfahren.
- Eine weitere Alternative zu den bisher genannten Verfahren zum Einbringen von haftkleberbeschichteten Hologrammbändern bietet das in Fig. 9 gezeigte Vorgehen. Die Hologrammband 16 wird in diesem Fall unmittelbar vor der Einbringung in die Papiermaschine mit Klebstoff 50 beschichtet und nach dem bekannten Verfahren mit Hilfe eines umlaufenden Silikonbandes 40 zum Rundsieb transportiert.
- Hinsichtlich der verwendbaren Klebstoffe ist zu bemerken, daß neben Heiß- und Haftklebern auch andere Klebstoffe, wie z. B. Mehrkomponentenkleber, oder Klebstoffe, die in Wasser aktiviert werden, verwendet werden können. Vorteilhaft ist auch die Verwendung von Klebstoffmischungen, bei denen die Bänder zunächst angeheftet und bei späteren Produktionsschritten (z. B. beim Trocknen und Kalandrieren unter Wärmeeinfluß) fest mit dem Papier verbunden werden.
- Nach dem Auflegen des Hologrammbandes auf die Papierschicht läuft dieses in üblicher Weise durch die weiteren Behandlungsstationen der Papiermaschine, beim Kalandrieren wird das Band in der in Fig. 1 gezeigten Art und Weise in die noch weiche Papierschicht eingedrückt, wobei sich die Papierfasern der glatten Oberfläche des Elements anpassen.
- Für den Fall, daß nicht ein endloses Band aufgebracht wird, sondern einzelne Elemente, muß nach Verankerung der Elemente im Papier das Transferband wieder abgezogen werden. Dies erfolgt vorzugsweise nach dem Trocknen der Papierbahn, in jedem Fall aber vor der Leimungsstation. Die gleiche Vorgehensweise ist notwendig, wenn Endlosbänder im Transferverfahren aufgebracht werden sollen bzw. dünne Folien mit geringer Eigenstabilität auf der Papieroberfläche zu fixieren sind.
- Nach der Qualitätsprüfung ist die Papierbahn fertig für den Druck, sie kann entweder auf einer Aufwickelvorrichtung aufgewickelt und gelagert oder direkt in eine Druckmaschine eingeführt werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf eine Rundsiebmaschine beschränkt. Bei einer Langsiebmaschine kann das Hologrammband entsprechend kurz vor oder kurz nach dem Verlassen der Papierfaserschicht vom Sieb in gleicher Weise zugeführt werden, wie dies im Zusammenhang mit einer Rundsiebmaschine erläutert wurde.
Claims (22)
- Wertpapier mit eingelagertem Sicherheitselement, vorzugsweise optisch variablem Element in Form von auf der Papieroberfläche aufgebrachten Hologramm-, Beugungs- oder Interferenzstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitselement (12) unter der Oberflächenleimschicht in das Wertpapier (10) eingebettet ist und die Oberfläche eine durchgehende glatte, stufenlose Ebene bildet.
- Wertpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherhetiselement aus einem Trägerband besteht, auf welches das optisch variable Element aufgebracht ist.
- Wertpapier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband mit dem optisch variablen Element (16) als endloser Streifen ausgebildet ist.
- Wertpapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen eine Breite von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern aufweist.
- Wertpapier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband mit dem optisch variablen Element (16) in Form von separaten Etiketten im Wertpapier eingebettet ist.
- Wertpapier nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch variable Element ein Hologramm ist.
- Wertpapier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm eine Dicke von etwa 10 bis 50 Mikrometern aufweist.
- Wertpapier nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitselement (12) fugenlos in das Wertpapier (10) eingebettet ist.
- Wertpapier nach einem oder mehreren der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband aus Kunststoff besteht.
- Verfahren zur Herstellung eines Wertpapiers mit einem optisch variablen Element in Form eines auf die Oberfläche aufgeklebten Trägermaterials mit einer Hologramm-, Beugungs- oder Interferenzstruktur, gekennzeichnet durch die folgende Schritte:a) Bereitstellung des Trägermaterials in Form eines endlosen Bandes,b) Zuführen des Bandes während der Herstellung des Papiers auf die noch nasse Papierbahn unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Abnehmen der Papierbahn vom Sieb der Papiermaschine,c) Kalandrieren der Papierbahn zusammen mit dem auf der Oberfläche der Papierbahn aufliegenden Trägerband in der Papiermaschine,d) Trocknen, Aushärten und gegebenenfalls Beleimen der Papierbahn,e) gegebenenfalls Abziehen eines Transferbandes in einer Stufe der in d) genannten Verfahrensschritte.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband in Form einzelner Etiketten an einem endlosen Transferband angeordnet sind.
- Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband papierseitig mit einem Klebstoff beschichtet ist.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein wasserlöslicher Naßkleber oder ein Heißschmelzkleber ist.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband in einer Rundsiebpapiermaschine zwischen die Filzbahn und die vom Rundsieb ablaufende Papierbahn eingeführt wird.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband vor den Kalanderwalzen an die vom Naßfilz abgewandte Seite der Papierbahn angebracht wird.
- Verfahren zur Herstellung eines Wertpapiers mit einem optisch variablen Element in Form eines auf die Oberfläche aufgeklebten Trägermaterials mit einer Hologramm-, Beugungs- oder Interferenzstruktur, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:a) Bereitstellung des Trägermaterials in Form eines endlosen Bandes,b) Zuführen des Bandes, das spätestens innerhalb der Papiermaschine mit Klebstoff beschichtet ist, auf die nasse Papierbahn innerhalb der Papiermasse, so daß die Materialdicke des Bandes plus Papier etwa der Papierdicke in den nebenliegenden Bereichen entspricht.c) Kalandrieren der Papierbahn zusammen mit der auf der Oberfläche der Papierbahn aufliegenden Trägerbandes in der Papiermaschine,d) Trocknen, Aushärten und gegebenenfalls Beleimen der Papierbahn,e) gegebenenfalls Abziehen einer Transferfolie in einer Stufe der in d) genannten Verfahrensschritte.
- Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband in Form einzelner Etiketten an einem endlosen Transferband angeordnet sind.
- Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband bereits auf der Spenderrolle mit die Klebstoffschicht schützendem Silikonpapier beschichtet ist, das unmittelbar vor der Berührung der nassen Papierbahn abgezogen wird.
- Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband mit Hilfe einer umlaufenden silikonbeschichteten Trägerbahn, welche die mit Klebstoff beschichtete Seite abdeckt, an die Papierbahn transportiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband mit schützendem Silikonpapier versehen ist, das unmittelbar hinter der Spenderrolle abgezogen wird.
- Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff unmittelbar vor der Einbringung in die Papiermaschine auf das Trägerband gebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Band zugeführt wird, sobald wenigstens 90 % der Papierdicke vorliegen.
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