EP3365175B1 - Einrichtungen und verfahren zur herstellung eines sicherheitselements mit einer optisch variablen struktur - Google Patents

Einrichtungen und verfahren zur herstellung eines sicherheitselements mit einer optisch variablen struktur Download PDF

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EP3365175B1
EP3365175B1 EP16763199.3A EP16763199A EP3365175B1 EP 3365175 B1 EP3365175 B1 EP 3365175B1 EP 16763199 A EP16763199 A EP 16763199A EP 3365175 B1 EP3365175 B1 EP 3365175B1
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EP
European Patent Office
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embossing
sheet
pattern
printing press
furnished
Prior art date
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English (en)
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EP3365175A2 (de
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Max Voit
Peter Franz
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F21/00—Devices for conveying sheets through printing apparatus or machines
    • B41F21/08—Combinations of endless conveyors and grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
    • B41F19/02—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations with embossing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02—Dies; Accessories
    • B44B5/026—Dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/405—Marking
    • B42D25/425—Marking by deformation, e.g. embossing

Definitions

  • the invention relates to the production of security elements with an optically variable structure consisting of a coating with a repeating pattern and a finely textured embossment adapted for coating. More particularly, the invention relates to a method for producing a security element having such an optically variable structure in a sheet-fed press, an associated sheet-fed press, a flexible embossing plate for such a sheet-fed press and a method for producing such a stamping plate.
  • Security documents such as banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other forgery-prone papers, such as passports or other identity documents, are often provided with security elements for security purposes, which both a recognition of a value document and a review of the Allow the authenticity of the value document and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • Security elements are often used, which are on the one hand machine-readable, on the other hand, however, can also be checked with simple tools or without any aids. Particularly suitable are security elements that can be identified by users without aids and in low light conditions and recognized as genuine. In particular, imprints and haptic features that exploit both the visual appearance and the tactility of the security features are suitable here.
  • Such security elements are used, for example, for securing high-quality pharmaceutical products.
  • PEAK® feature which is a three-dimensional security feature that is created solely by printing and embossing paper or the paperboard substrate of a package, has been proven in this product area. Filigree optical and tactile elements interlock with each other and create a three-dimensional image that changes depending on the viewing angle.
  • the production of such security elements is comparatively expensive, since several process steps are required and the printing and the embossing process are decoupled from each other.
  • the production of filigree fine embossing structures typically requires a gravure printing step that can not provide the desired printing speed for mass production.
  • US 5 193 458 A is a sheet-fed press for printing sheet known, in which a conveyor system is provided for guiding the sheets on rotating gripper systems in the gripper closure.
  • the publication DE 198 26 974 A1 relates to an embossing device and proposes to simplify the embossing process and to better exploit the printing presses, to provide a finishing station in a coating plant downstream of the printing units of a printing press.
  • the publication DE 10 2008 013 322 A1 relates to a printing unit of a printing material processing machine.
  • the object of the invention is to specify devices and methods which make it possible to produce security elements with an optically variable structure from a coating having a repeating pattern and a finely structured one which has been adapted for coating Embossing cost-effectively and with high processing speeds.
  • the sheet can be provided with a monochrome or with a multi-colored, for example, two-, three- or four-color coating, to which the sheet can be passed through two or more printing units.
  • the number of colors can easily be up to 7.
  • the inks may be applied adjacent, overlying or even spaced apart.
  • effect colors such as metal gloss, fluorescent colors, colors with machine-readable features such as Magnetic inks, infrared-absorbing or infrared-transparent inks can be used and combined with conventional inks. Such effect colors can also give the security element machine-readable properties.
  • the coating may represent a repeating pattern in one or two spatial directions and may consist of grid-like arranged linear or non-linear basic elements.
  • Line-shaped basic elements can be straight or curved, in particular wavy.
  • the line widths of line-shaped basic elements are advantageously between 20 ⁇ m and 700 ⁇ m, preferably between 30 ⁇ m and 300 ⁇ m and particularly preferably between 50 ⁇ m and 200 ⁇ m.
  • Non-linear basic elements may in particular have a round, oval or polygonal limited outline shape.
  • Non-linear basic elements advantageously have an extension between 20 ⁇ m and 1000 ⁇ m, preferably between 30 ⁇ m and 500 ⁇ m, and particularly preferably between 50 ⁇ m and 400 ⁇ m.
  • the finely structured embossed structure is matched to the repeating pattern of the coating, so that the embossed structure and the coating matched to one another form the desired optically variable structure of the security element to be produced.
  • the embossed structure therefore advantageously also consists of linear or non-linear relief elements which repeat themselves in the same one or two-dimensional grid as the basic elements of the coating. Examples of combinations of coating and embossing which can be used advantageously within the scope of the invention can be found in the documents WO 97/17211 A1 . WO 2002/20280 A1 . WO 2004/022355 A2 . WO 2006/018232 A2 and WO 2007/093300 A1 are removed, the disclosure content of which is included in the present application in this respect.
  • the printed sheet is first provided with the coating and then with the finely structured embossed structure, but it is also possible in principle to provide the printed sheet first with the finely structured embossed structure and only then with the coating.
  • the gripper closure By guiding the printed sheets in the gripper closure creates a forced pass, which ensures that the coating produced in the at least one printing unit and the finely structured embossing pattern produced in the embossing machine are produced matched to each other on the sheet.
  • the guidance in the gripper closure also allows very thin papers to be printed and embossed without paper damage.
  • the substrate thickness is advantageously between 0.03 mm and 1.5 mm, preferably between 0.04 mm and 0.5 mm, and particularly preferably between 0.05 mm and 0.4 mm.
  • the basis weight of the paper is in particular between 40 g / m 2 and 600 g / m 2 , preferably between 50 g / m 2 and 220 g / m 2 , and more preferably between 60 g / m 2 and 150 g / m 2
  • an embossing cylinder and an impression cylinder form a transfer nip for carrying out and embossing the printed sheets, the embossing cylinder being provided with a flexible, finely structured embossing plate.
  • a stamping plate of the type described in more detail below is used with particular advantage.
  • the impression cylinder is provided in the embossing area with a soft embossing pad, in particular a soft latex cloth. Outside the embossing pad, the impression cylinder is advantageously protected by a protective film against mechanical influences.
  • a flexible embossing plate for a sheet-fed printing press of the type described above, with a plate carrier and a raised against the surface of the plate carrier plateau, which is provided with a fine-textured relief structure.
  • the embossing plate is advantageously made of brass, nickel or polymer, particularly advantageously formed from spring steel.
  • the finely structured relief structure may contain linear or non-linear relief elements.
  • Line-shaped relief elements (engraving lines) can be straight or curved, in particular wavy.
  • Non-linear relief elements may be formed in particular pyramidal and / or circular spherical.
  • the relief elements are advantageously repeated in a one- or two-dimensional grid, in particular in the same grid as the basic elements of the coating.
  • the finely structured relief structure of the embossing plate advantageously has structure depths between 20 ⁇ m and 250 ⁇ m, preferably between 40 ⁇ m and 150 ⁇ m, particularly preferably between 60 ⁇ m and 120 ⁇ m.
  • the structure widths of the relief structure are advantageously between 20 ⁇ m and 1500 ⁇ m, preferably between 40 ⁇ m and 1000 ⁇ m, particularly preferably between 60 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the aspect ratio ie the ratio of structure width to structure depth of the finely structured relief structure, is advantageously between 1: 1 and 10: 1, preferably between 1.5: 1 and 3.5: 1.
  • the plate carrier of the embossing plate therefore advantageously has a thickness of between 50 ⁇ m and 800 ⁇ m, preferably between 80 ⁇ m and 500 ⁇ m, particularly preferably between 100 ⁇ m and 250 ⁇ m.
  • a height between 200 .mu.m and 1000 .mu.m, preferably between 300 .mu.m and 750 .mu.m, more preferably between 400 .mu.m and 600 .mu.m, has proved successful.
  • the plateau advantageously has dimensions of up to 25 mm ⁇ 25 mm.
  • a base plate in particular a spring steel plate
  • the base plate is etched to form a plate carrier with a raised plateau
  • the plateau is provided by milling or exposure to laser radiation with a finely textured relief structure.
  • a milling for example, it is possible to work with a stylus with an angle of approximately 40 °, so that an engraving depth of 50% of the engraving width results. If the relief structure is generated by the action of laser radiation, the ratio of engraving depth to engraving width can be chosen arbitrarily over a wide range.
  • FIG. 1 schematically shows a leaflet 10 for a drug, which is provided in addition to the usual content information 12 for authenticity assurance with an embossed security element 14 with a two-color optically variable structure.
  • Fig. 2 to explain the basic structure according to the invention manufactured security elements, the optically variable structure 20 of the security element 14 in plan view (upper part of the picture) and in cross-section (lower part of the image) in more detail.
  • the optically variable structure 20 contains on the one hand a two-colored coating 22 of the paper substrate 24 of the leaflet 10, which is formed in the form of a repeating line pattern of two differently colored parallel lines 22-1, 22-2.
  • lines 22-1 may be printed in red, lines 22-2 in black.
  • the two-color coating 22 is combined with a finely structured embossed structure 26, which is embossed in the form of parallel embossing lines 28 in the paper substrate 24.
  • the coating 22 and the embossed structure 26 are matched to one another such that the red lines 22-1 lie on the left flanks of the embossing lines 28 in the figure and the black lines 22-2 on the right flanks of the embossing lines 28.
  • the coating 22 and Together, the embossing pattern 26 thereby exhibits an optically variable appearance in which substantially only the red lines 22-1 of the coating are visible when viewed from the left side 30 and substantially only black lines 22-2 visible when viewed from the right side 32 are.
  • the red and black lines 22-1, 22-2 can also each fill the inside of a picture motif, so that when going back and forth not only a color change, but also a motif change occurs.
  • the coincidence of the period lengths of the line pattern and the embossed structure and the exact registration of the two structures results in the above-described optically variable appearance of the security element 14.
  • the paper substrate 24 of the leaflet 10 has a small thickness of only about 60 .mu.m, so that a homogeneous embossing 26 of the thin paper without paper damage in conventional production is not without problems.
  • the security element 14 is therefore produced in a sheet-fed printing machine described in more detail below using a specially designed flexible embossing plate.
  • Fig. 3 schematically shows the structure of a sheet-fed printing machine 40 according to the invention with a feeder 42 for sheet feeding, two printing units 44-1 and 44-2 for printing a first and a second color on a supplied printing sheet 50, a stamping unit 46 for producing a finely textured embossing on the printed sheet 50, and a boom 48 for stacking the printed and embossed printed sheets 50.
  • the printed sheets 50 are guided within the sheet-fed printing machine 40 by means of conveying systems on rotating gripper systems in gripper closure by the two printing units 44-1, 44-2 and the embossing machine 46.
  • a printing sheet 50 in the first printing unit 44-1 is printed with a first printing ink, for example red printing ink, and printed in the second printing group 44-2 with a second printing ink, for example black printing ink, thereby producing the two-colored coating 22.
  • a second printing ink for example black printing ink
  • the structure of the embossing unit 46 of the sheet-fed printing machine 40 is in Fig. 4 shown schematically in more detail.
  • the embossing machine 46 is in the exemplary embodiment a modified offset printing unit of the sheet printing machine 40, for example, a modified coating unit with ink fountain 60, inking unit 62, dampening unit 64, a printing plate cylinder 66, a stamping cylinder 68 in the form of a modified blanket cylinder and a modified impression cylinder 72nd
  • the original blanket cylinder of the coating unit was modified in that instead of the blanket, a flexible, finely structured embossing plate 70 was mounted around the cylinder 68.
  • the embossing plate 70 includes a fine textured relief structure for producing the desired embossed structure 26 and is described in more detail below.
  • the impression cylinder 72 of the offset printing unit has been modified to form the embossing unit 46, namely by adhering to the impression cylinder 72, a protective film 74, which is replaced in the embossing area by a soft embossing pad in the form of a glued soft latex cloth 76.
  • the embossing cylinder 68 and the impression cylinder 72 form a transfer nip 78 through which the printed sheets 50 are guided and thereby provided with the finely structured embossing 26.
  • Fig. 5 shows the embossing plate 70 clamped on the embossing cylinder 68 in more detail.
  • the plateau 82 can be produced, for example, by etching an initially 610 .mu.m thick spring steel plate.
  • a finely textured relief structure 84 is generated by the action of laser radiation, which corresponds to the negative shape of the desired embossed structure 26.
  • the relief structure 84 consists of a plurality of parallel engraved lines 86 having a period (feature width) of 200 ⁇ m.

Landscapes

  • Printing Methods (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft die Herstellung von Sicherheitselementen mit einer optisch variablen Struktur, die aus einer Beschichtung mit einem sich wiederholenden Muster und einer zur Beschichtung gepasserten, feinstrukturierten Prägung besteht. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer solchen optisch variablen Struktur in einer Bogendruckmaschine, eine zugehörige Bogendruckmaschine, eine flexible Prägeplatte für eine solche Bogendruckmaschine und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Prägeplatte.
  • Wertdokumente, wie beispielsweise Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe oder sonstige Ausweisdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen ausgestattet, die sowohl eine Wiedererkennung eines Wertdokuments als auch eine Überprüfung der Echtheit des Wertdokuments gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
  • Dabei werden oft Sicherheitselemente eingesetzt, die einerseits maschinenlesbar sind, andererseits aber auch mit einfachen Hilfsmitteln oder ganz ohne Hilfsmittel überprüft werden können. Besonders geeignet sind Sicherheitselemente, die von Benutzern ohne Hilfsmittel und auch bei schlechten Lichtverhältnissen identifiziert und als echt erkannt werden können. Hier eignen sich insbesondere Prägungen und haptische Merkmale, die sowohl das visuelle Erscheinungsbild als auch die Fühlbarkeit der Sicherheitsmerkmale ausnutzen.
  • Anwendung finden solche Sicherheitselemente beispielsweise bei der Absicherung hochwertiger Pharmaprodukte. In diesem Produktbereich hat sich beispielsweise das PEAK® Merkmal der Anmelderin bewährt, das ein dreidimensionales Sicherheitselement darstellt, das ausschließlich durch das Bedrucken und Prägen von Papier oder des Kartonsubstrats einer Verpackung erzeugt wird. Dabei greifen filigrane optische und taktile Elemente ineinander und sorgen für ein dreidimensionales, sich je nach Betrachtungswinkel, veränderndes Bild. Die Herstellung solcher Sicherheitselemente ist allerdings vergleichsweise kostenintensiv, da mehrere Prozessschritte benötigt werden und der Druck- und der Prägungsvorgang voneinander entkoppelt sind. Darüber hinaus ist für die Erzeugung der filigranen Feinprägestrukturen typischerweise ein Stichtiefdruckschritt erforderlich, der nicht die gewünschte Druckgeschwindigkeit für die Massenfertigung leisten kann.
  • Aus der Druckschrift US 5 193 458 A ist eine Bogendruckmaschine zum Bedrucken von Druckbogen bekannt, bei der ein Fördersystem zum Führen der Druckbogen an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss vorgesehen ist. Die Druckschrift DE 198 26 974 A1 betrifft eine Prägevorrichtung und schlägt zur Vereinfachung des Prägeverfahrens und zur besseren Ausnutzung der Druckmaschinen vor, eine in einem Lackierwerk, das den Druckwerken einer Druckmaschine nachgeordnet ist, eine Veredelungsstation vorzusehen. Die Druckschrift DE 10 2008 013 322 A1 betrifft ein Druckwerk einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine.
  • Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Einrichtungen und Verfahren anzugeben, die es erlauben, Sicherheitselemente mit einer optisch variablen Struktur aus einer Beschichtung mit einem sich wiederholenden Muster und einer zur Beschichtung gepasserten, feinstrukturierten Prägung kostengünstig und mit hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten herzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer optisch variablen Struktur in einer Bogendruckmaschine, insbesondere einer Bogenoffsetdruckmaschine, bei dem
    • ein Druckbogen innerhalb der Bogendruckmaschine mittels Fördersystemen an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss durch zumindest ein Druckwerk und ein Prägewerk geführt wird,
    • der Druckbogen in dem zumindest einen Druckwerk mit einer Beschichtung mit einem sich wiederholenden Muster versehen wird, und
    • der Druckbogen in dem Prägewerk mit einer feinstrukturierten Prägestruktur versehen wird,
    • wobei die feinstrukturierte Prägestruktur und die Beschichtung durch die Führung des Druckbogens im Greiferschluss zueinander gepassert auf dem Druckbogen erzeugt werden und die optisch variable Struktur des herzustellenden Sicherheitselements bilden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden in dem Prägewerk der Bogendruckmaschine ein mit einer flexiblen, feinstrukturierten Prägeplatte versehener Prägezylinder und ein Gegendruckzylinder einen Transferspalt, durch den der Druckbogen geführt und dabei mit der feinstrukturierten Prägestruktur versehen wird.
  • Der Druckbogen kann mit einer einfarbigen oder auch mit einer mehrfarbigen, beispielsweise zwei-, drei- oder vierfarbigen Beschichtung versehen werden, wozu der Druckbogen durch zwei oder mehr Druckwerke geführt werden kann. Die Farbanzahl kann dabei ohne Weiteres bis zu 7 betragen. Die Druckfarben können angrenzend, überlagernd oder auch voneinander beabstandet aufgebracht sein. Auch Effektfarben, wie etwa Metallglanzfarben, fluoreszierende Farben, Farben mit maschinenlesbaren Merkmalen wie magnetische Farben, Infrarot-absorbierende oder Infrarot-transparente Druckfarben können zum Einsatz kommen und mit herkömmlichen Druckfarben kombiniert sein. Solche Effektfarben können dem Sicherheitselement auch zusätzlich maschinenlesbare Eigenschaften verleihen.
  • Die Beschichtung kann ein sich in einer oder zwei Raumrichtungen wiederholendes Muster darstellen und aus rasterartig angeordneten linienförmigen oder nicht-linienförmigen Grundelementen bestehen. Linienförmige Grundelemente können gerade oder gekrümmt, insbesondere gewellt verlaufen. Die Linienbreiten linienförmiger Grundelemente liegen vorteilhaft zwischen 20 µm und 700 µm, bevorzugt zwischen 30 µm und 300 µm und besonders bevorzugt zwischen 50 µm und 200 µm. Nicht-linienförmige Grundelemente können insbesondere eine runde, ovale oder polygonal begrenzte Umrissform aufweisen. Nicht-linienförmige Grundelemente haben vorteilhaft eine Ausdehnung zwischen 20 µm und 1000 µm, bevorzugt zwischen 30 µm und 500 µm und besonders bevorzugt zwischen 50 µm und 400 µm.
  • Die feinstrukturierte Prägestruktur ist auf das sich wiederholende Muster der Beschichtung abgestimmt, so dass die Prägestruktur und die Beschichtung zueinander gepassert die gewünschte optisch variable Struktur des herzustellenden Sicherheitselements bilden. Die Prägestruktur besteht daher vorteilhaft ebenfalls aus linienförmigen bzw. nicht-linienförmigen Reliefelementen, die sich im selben ein- oder zweidimensionalen Raster wie die Grundelemente der Beschichtung wiederholen. Beispiele für im Rahmen der Erfindung vorteilhaft einsetzbare Kombinationen von Beschichtung und Prägung können den Druckschriften WO 97/17211 A1 , WO 2002/20280 A1 , WO 2004/022355 A2 , WO 2006/018232 A2 und WO 2007/093300 A1 entnommen werden, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
  • Gegenwärtig ist bevorzugt, dass der Druckbogen zunächst mit der Beschichtung und danach mit der feinstrukturierten Prägestruktur versehen wird, es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, den Druckbogen zunächst mit der feinstrukturierten Prägestruktur und erst danach mit der Beschichtung zu versehen.
  • Durch die Führung der Druckbogen im Greiferschluss entsteht ein Zwangspasser, der sicherstellt, dass die in dem zumindest einen Druckwerk erzeugte Beschichtung und die in dem Prägewerk erzeugte feinstrukturierten Prägestruktur zueinander gepassert auf dem Druckbogen erzeugt werden. Durch die Führung im Greiferschluss können zudem auch sehr dünne Papiere ohne Papierverletzungen bedruckt und geprägt werden.
  • Gleichzeitig können durch den Einsatz einer Bogendruckmaschine, insbesondere einer Bogenoffsetdruckmaschine, höchste Verarbeitungsgeschwindigkeiten erreicht werden. Der Aufbau von Offsetdruckmaschinen, insbesondere in Reihenbauweise, ermöglicht passergerechtes Drucken mit hoher Passer-Prägeanforderung. Durch die sehr flexible Handhabung der Druckwerke kann auf notwendige Anforderung des Passers Farbe + Prägung schnell im Prozess reagiert werden.
  • Als Bedruckstoffe kommen insbesondere Substrate aus Naturfasern, Baumwolle, Zellstoff und Altpapier in Frage. Auch Verbundstoffe oder reine Kunststoffe, die geeignet sind, Prägungen dauerhaft zu bewahren, können verwendet werden. Die Substratstärke liegt dabei vorteilhaft zwischen 0,03 mm und 1,5 mm, bevorzugt zwischen 0,04 mm und 0,5 mm, und besonders bevorzugt zwischen 0,05 mm und 0,4 mm. Im Fall von Papiersubstraten liegt das Flächengewicht des Papiers insbesondere zwischen 40 g/m2 und 600 g/ m2, bevorzugt zwischen 50 g/m2 und 220 g/m2, und besonders bevorzugt zwischen 60 g/m2 und 150 g/m2
  • Die Erfindung betrifft weiter eine Bogendruckmaschine, insbesondere eine Bogenoffsetdruckmaschine, zum Bedrucken und Prägen von Druckbogen zur Herstellung von Sicherheitselementen mit einer optisch variablen Struktur, mit
    • zumindest einem Druckwerk, das ausgelegt und eingerichtet ist, die Druckbogen mit einer Beschichtung mit einem sich wiederholenden Muster zu versehen,
    • ein Prägewerk, das ausgelegt und eingerichtet ist, die Druckbogen mit einer feinstrukturierten Prägestruktur zu versehen, und
    • Fördersystemen zum Führen der Druckbogen innerhalb der Bogendruckmaschine an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss durch das zumindest eine Druckwerk und das Prägewerk, um die feinstrukturierte Prägestruktur und die Beschichtung zueinander gepassert auf den Druckbogen zu erzeugen und dadurch die optisch variable Struktur der herzustellenden Sicherheitselemente zu bilden.
  • Mit Vorteil bilden in dem Prägewerk der Bogendruckmaschine ein Prägezylinder und ein Gegendruckzylinder einen Transferspalt zur Durchführung und Prägung der Druckbogen, wobei der Prägezylinder mit einer flexiblen, feinstrukturierten Prägeplatte versehen ist. Dabei kommt mit besonderem Vorteil eine Prägeplatte der weiter unten genauer beschriebenen Art zum Einsatz.
  • Der Gegendruckzylinder ist im Prägebereich mit einer weichen Prägeunterlage, insbesondere einem weichen Latextuch versehen. Außerhalb der Prägeunterlage ist der Gegendruckzylinder vorteilhaft durch eine Schutzfolie vor mechanischen Einflüssen geschützt.
  • Selbst nicht Teil der Erfindung ist eine flexible Prägeplatte für eine Bogendruckmaschine der oben beschriebenen Art, mit einem Plattenträger und einem gegenüber der Oberfläche des Plattenträgers erhabenen Plateau, das mit einer feinstrukturierten Reliefstruktur versehen ist. Die Prägeplatte ist dabei vorteilhaft aus Messing, Nickel oder Polymer, besonders vorteilhaft aus Federstahl gebildet.
  • Die feinstrukturierte Reliefstruktur kann linienförmige oder nicht-linienförmige Reliefelemente enthalten. Linienförmige Reliefelemente (Gravurlinien) können gerade oder gekrümmt, insbesondere gewellt verlaufen. Nicht-linienförmige Reliefelemente können insbesondere pyramidenförmig und/oder kreiskugelförmig ausgebildet sein. Die Reliefelemente sind vorteilhaft in einem ein- oder zweidimensionalen Raster wiederholt, insbesondere im selben Raster wie die Grundelemente der Beschichtung.
  • Mit Vorteil weist die feinstrukturierte Reliefstruktur der Prägeplatte Strukturtiefen zwischen 20 µm und 250 µm, bevorzugt zwischen 40 µm und 150 µm, besonders bevorzugt zwischen 60 µm und 120 µm auf. Die Strukturbreiten der Reliefstruktur liegen vorteilhaft zwischen 20 µm und 1500 µm, bevorzugt zwischen 40 µm und 1000 µm, besonders bevorzugt zwischen 60 µm und 500 µm.
  • Das Aspektverhältnis, also das Verhältnis von Strukturbreite zu Strukturtiefe der feinstrukturierten Reliefstruktur liegt mit Vorteil zwischen 1:1 und 10:1, bevorzugt zwischen 1,5:1 und 3,5:1.
  • Da sich die Prägeplatte flexibel um den Gummituchzylinder einer Bogendruckmaschine aufspannen lassen soll, darf die Plattenstärke nicht zu hoch sein. Der Plattenträger der Prägeplatte weist daher vorteilhaft eine Stärke zwischen 50 µm und 800 µm, bevorzugt zwischen 80 µm und 500 µm, besonders bevorzugt zwischen 100 µm und 250 µm auf. Für das genannte erhabene Plateau hat sich eine Höhe zwischen 200 µm und 1000 µm, bevorzugt zwischen 300 µm und 750 µm, besonders bevorzugt zwischen 400 µm und 600 µm, bewährt. Lateral weist das Plateau vorteilhaft Abmessungen bis zu 25 mm x 25 mm auf.
  • Ebenfalls selbst nicht Teil der Erfindung ist schließlich auch ein Verfahren zum Herstellen einer flexiblen Prägeplatte der oben beschriebenen Art, bei dem eine Grundplatte, insbesondere eine Federstahlplatte bereitgestellt wird, die Grundplatte geätzt wird, um einen Plattenträger mit einem erhabenen Plateau zu bilden, und das Plateau durch Fräsung oder Einwirkung von Laserstrahlung mit einer feinstrukturierten Reliefstruktur versehen wird. Bei einer Fräsung kann beispielsweise mit einem Stichel mit einem Winkel von etwa 40° gearbeitet werden, so dass sich eine Gravurtiefe von 50% der Gravurbreite ergibt. Wird die Reliefstruktur durch Einwirkung von Laserstrahlung erzeugt, kann das Verhältnis von Gravurtiefe zu Gravurbreite in weiten Bereichen beliebig gewählt werden.
  • Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch einen Beipackzettel für ein Arzneimittel mit einem geprägten Sicherheitselement mit einer zweifarbigen optisch variablen Struktur,
    Fig. 2
    die optisch variable Struktur des Sicherheitselements der Fig. 1 in Aufsicht (oberer Bildteil) und im Querschnitt (unterer Bildteil) genauer,
    Fig. 3
    schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Bogendruckmaschine,
    Fig. 4
    schematisch den Aufbau des Prägewerks der Bogendruckmaschine der Fig. 3, und
    Fig. 5
    die in dem Prägewerk der Fig. 4 eingesetzte Prägeplatte im Querschnitt.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel eines geprägten Sicherheitselements für einen Beipackzettel erläutert. Fig. 1 zeigt dazu schematisch einen Beipackzettel 10 für ein Arzneimittel, der neben den üblichen inhaltlichen Informationen 12 zur Echtheitsabsicherung mit einem geprägten Sicherheitselement 14 mit einer zweifarbigen optisch variablen Struktur versehen ist.
  • Fig. 2 zeigt zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus erfindungsgemäß hergestellter Sicherheitselemente die optisch variable Struktur 20 des Sicherheitselements 14 in Aufsicht (oberer Bildteil) und im Querschnitt (unterer Bildteil) genauer.
  • Die optisch variable Struktur 20 enthält zum einen eine zweifarbige Beschichtung 22 des Papiersubstrats 24 des Beipackzettels 10, die in Form eines sich wiederholenden Linienmusters aus zwei verschiedenfarbigen parallelen Linien 22-1, 22-2 gebildet ist. Die Linien 22-1 können beispielsweise mit roter, die Linien 22-2 mit schwarzer Druckfarbe gedruckt sein. Die zweifarbige Beschichtung 22 ist mit einer feinstrukturierten Prägestruktur 26 kombiniert, die in Form paralleler Prägelinien 28 in das Papiersubstrat 24 eingeprägt ist. Die Beschichtung 22 und die Prägestruktur 26 sind dabei so zueinander gepassert, dass die roten Linien 22-1 auf den in der Figur linken Flanken der Prägelinien 28 liegen und die schwarzen Linien 22-2 auf den rechten Flanken der Prägelinien 28. Die Beschichtung 22 und die Prägestruktur 26 zeigen dadurch zusammen ein optisch variables Erscheinungsbild, bei dem bei Betrachtung von der linken Seite 30 im Wesentlichen nur die roten Linien 22-1 der Beschichtung sichtbar sind und bei Betrachtung von der rechten Seite 32 im Wesentlichen nur schwarzen Linien 22-2 sichtbar sind. Durch Hin- und Herkippen des Beipackzettels 10 wechselt das Erscheinungsbild des Sicherheitselements 14 daher zwischen Rot und Schwarz. Die roten und schwarzen Linien 22-1, 22-2 können auch jeweils das Innere eines Bildmotivs ausfüllen, so dass beim Hin- und Herkippen nicht nur ein Farbwechsel, sondern auch ein Motivwechsel auftritt.
  • Der Abstand g der Prägelinien 28 beträgt im Ausführungsbeispiel g=200 µm, und auch das Linienmuster 22-1, 22-2 wiederholt sich mit einer Periode von 200 µm, wobei die Linienbreiten und die Zwischenräume zwischen den Linien 22-1, 22-2 jeweils 50 µm betragen. Durch die Übereinstimmung der Periodenlängen des Linienmusters und der Prägestruktur und die exakte Passerung der beiden Strukturen ergibt sich das oben beschriebene optisch variable Erscheinungsbild des Sicherheitselements 14.
  • Es versteht sich, dass die konkrete Gestaltung der Fig. 2 nur der Illustration dient und dass in der Praxis eine Vielzahl von Kombinationen von feinstrukturierten Prägestrukturen und Beschichtungen mit einem sich wiederholenden Muster verwendet werden können, wie weiter oben genauer erläutert.
  • Das Papiersubstrat 24 des Beipackzettels 10 weist eine geringe Dicke von nur etwa 60 µm auf, so dass eine homogene Prägung 26 des dünnen Papiers ohne Papierverletzung bei herkömmlicher Herstellung nicht unproblematisch ist. Erfindungsgemäß wird das Sicherheitselement 14 daher in einer nachfolgend genauer beschriebenen Bogendruckmaschine unter Verwendung einer speziell ausgebildeten flexiblen Prägeplatte erzeugt.
  • Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Bogendruckmaschine 40 mit einem Anleger 42 zur Bogenzuführung, zwei Druckwerken 44-1 und 44-2 zum Drucken einer ersten und einer zweiten Farbe auf einen zugeführten Druckbogen 50, einem Prägewerk 46 zum Erzeugen einer feinstrukturierten Prägung auf dem bedruckten Druckbogen 50, und einem Ausleger 48 zum Stapeln der bedruckten und geprägten Druckbogen 50.
  • Die Druckbogen 50 werden innerhalb der Bogendruckmaschine 40 mittels Fördersystemen an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss durch die beiden Druckwerke 44-1, 44-2 und das Prägewerk 46 geführt.
  • Dabei wird ein Druckbogen 50 in dem ersten Druckwerk 44-1 mit einer ersten Druckfarbe, beispielsweise roter Druckfarbe, bedruckt und in dem zweiten Druckwerk 44-2 mit einer zweiten Druckfarbe, beispielsweise schwarzer Druckfarbe, bedruckt und dadurch die zweifarbige Beschichtung 22 erzeugt. Vom zweiten Druckwerk 44-2 wird der Druckbogen 50 in das Prägewerk 46 geführt, wo er wegen des Zwangspassers durch den Greiferschluss passergenau mit der feinstrukturierten Prägung 26 versehen wird.
  • Der Aufbau des Prägewerks 46 der Bogendruckmaschine 40 ist in Fig. 4 schematisch genauer dargestellt. Das Prägewerk 46 ist im Ausführungsbeispiel ein modifiziertes Offsetdruckwerk der Bogendruckmaschine 40, beispielsweise ein modifiziertes Lackwerk mit Farbkasten 60, Farbwerk 62, Feuchtwerk 64, einem Druckplattenzylinder 66, einem Prägezylinder 68 in Form eines modifizierten Gummituchzylinders und einem modifizierten Gegendruckzylinder 72.
  • Um den Prägezylinder 68 zu bilden, wurde der ursprüngliche Gummituchzylinder des Lackwerks dadurch modifiziert, dass anstelle des Gummituchs eine flexible, feinstrukturierte Prägeplatte 70 um den Zylinder 68 aufgespannt wurde. Die Prägeplatte 70 enthält eine feinstrukturierte Reliefstruktur zur Erzeugung der gewünschten Prägestruktur 26 und ist weiter unter genauer beschrieben.
  • Auch der Gegendruckzylinder 72 des Offsetdruckwerks wurde zur Bildung des Prägewerks 46 modifiziert, und zwar indem auf den Gegendruckzylinder 72 eine Schutzfolie 74 aufgeklebt wurde, die im Prägebereich durch eine weiche Prägeunterlage in Form eines aufgeklebten weichen Latextuchs 76 ersetzt ist.
  • Der Prägezylinder 68 und der Gegendruckzylinder 72 bilden einen Transferspalt 78, durch den die Druckbogen 50 geführt und dabei mit der feinstrukturierten Prägung 26 versehen werden.
  • Fig. 5 zeigt die auf den Prägezylinder 68 aufgespannte Prägeplatte 70 genauer. Die flexible, feinstrukturierte Prägeplatte 70 ist aus Federstahl gebildet und weist einen Plattenträger 80 mit einer Stärke t von etwa t=110 µm auf. Von der Oberfläche des Plattenträgers 80 erhebt sich ein im Ausführungsbeispiel 20 mm x 20 mm großes Plateau 82 mit einer Höhe p von etwa p=500 µm. Das Plateau 82 kann beispielsweise durch Ätzen einer anfänglich 610 µm dicken Federstahlplatte erzeugt werden. In dem Plateau 82 ist durch Einwirkung von Laserstrahlung eine feinstrukturierte Reliefstruktur 84 erzeugt, die der negativen Form der gewünschten Prägestruktur 26 entspricht.
  • Im Ausführungsbeispiel besteht die Reliefstruktur 84 aus einer Mehrzahl paralleler Gravurlinien 86 mit einer Periode (Strukturbreite) von 200 µm. Die Strukturtiefe r durch die Laserung beträgt im Ausführungsbeispiel r=60 µm, das Aspektverhältnis also 3,3:1. Durch die geringe Schichtdicke t des Plattenträgers 80 kann die feinstrukturierte Prägeplatte 70 flexibel um den Gummituchzylinder aufgespannt werden, um den Prägezylinder 68 zu bilden.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Beipackzettel
    12
    Informationen
    14
    Sicherheitselement
    20
    optisch variable Struktur
    22
    Beschichtung
    22-1, 22-2
    Linien
    24
    Papiersubstrats
    26
    Prägestruktur
    28
    Prägelinien
    30, 32
    Betrachtungsrichtungen
    40
    Bogendruckmaschine
    42
    Anleger
    44-1, 44-2
    Druckwerke
    46
    Prägewerk
    48
    Ausleger
    50
    Druckbogen
    60
    Farbkasten
    62
    Farbwerk
    64
    Feuchtwerk
    66
    Druckplattenzylinder
    68
    Prägezylinder
    70
    Prägeplatte
    72
    Gegendruckzylinder
    74
    Schutzfolie
    76
    Latextuch
    78
    Transferspalt
    80
    Plattenträger
    82
    Plateau
    84
    Reliefstruktur
    86
    Gravurlinien

Claims (13)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements (14) mit einer optisch variablen Struktur (20) in einer Bogendruckmaschine (40), bei dem
    - ein Druckbogen (50) innerhalb der Bogendruckmaschine (40) mittels Fördersystemen an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss durch zumindest ein Druckwerk (44-1, 44-2) und ein Prägewerk (46) geführt wird,
    - der Druckbogen (50) in dem zumindest einen Druckwerk (44-1, 44-2) mit einer Beschichtung (22) mit einem sich wiederholenden Muster (22-1, 22-2) versehen wird, und
    - der Druckbogen (50) in dem Prägewerk (46) mit einer feinstrukturierten Prägestruktur (26) versehen wird,
    - wobei die feinstrukturierte Prägestruktur (26) und die Beschichtung (22) durch die Führung des Druckbogens (50) im Greiferschluss zueinander gepassert auf dem Druckbogen (50) erzeugt werden und die optisch variable Struktur (20) des herzustellenden Sicherheitselements (14) bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Prägewerk (46) ein mit einer flexiblen, feinstrukturierten Prägeplatte (70) versehener Prägezylinder und ein Gegendruckzylinder einen Transferspalt bilden, durch den der Druckbogen (50) geführt und dabei mit der feinstrukturierten Prägestruktur (26)versehen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbogen (50) durch zwei oder mehr Druckwerke (44-1, 44-2) geführt und dabei mit einer mehrfarbigen, insbesondere zweifarbigen Beschichtung versehen wird.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbogen (50) zunächst mit der Beschichtung (22) und anschließend mit der feinstrukturierten Prägestruktur (26) versehen wird.
  5. Bogendruckmaschine (40) zum Bedrucken und Prägen von Druckbogen (50) zur Herstellung von Sicherheitselementen (14) mit einer optisch variablen Struktur (20), mit
    - zumindest einem Druckwerk (44-1, 44-2), das ausgelegt und eingerichtet ist, die Druckbogen (50) mit einer Beschichtung (22) mit einem sich wiederholenden Muster (22-1, 22-2) zu versehen,
    - einem Prägewerk (46), das ausgelegt und eingerichtet ist, die Druckbogen (50) mit einer feinstrukturierten Prägestruktur (26) zu versehen, und mit
    - Fördersystemen zum Führen der Druckbogen (50) innerhalb der Bogendruckmaschine (40) an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss durch das zumindest eine Druckwerk (44-1, 44-2) und das Prägewerk (46), um die feinstrukturierte Prägestruktur (26) und die Beschichtung (22) zueinander gepassert auf den Druckbogen (50) zu erzeugen und dadurch die optisch variable Struktur (20) der herzustellenden Sicherheitselemente (14) zu bilden.
  6. Bogendruckmaschine (40) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Prägewerk (46) ein Prägezylinder und ein Gegendruckzylinder einen Transferspalt zur Durchführung und Prägung der Druckbogen bilden, wobei der Prägezylinder mit einer flexiblen, feinstrukturierten Prägeplatte (70) versehen ist.
  7. Bogendruckmaschine (40) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruckzylinder im Prägebereich mit einer weichen Prägeunterlage, insbesondere einem weichen Latextuch versehen ist.
  8. Bogendruckmaschine (40) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägezylinder mit einer flexiblen, feinstrukturierten Prägeplatte (70) versehen ist, die einen Plattenträger und ein gegenüber der Oberfläche des Plattenträgers erhabenes Plateau aufweist, das mit einer feinstrukturierten Reliefstruktur versehen ist.
  9. Bogendruckmaschine (40) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die feinstrukturierte Reliefstruktur der Prägeplatte (70) Strukturtiefen zwischen 20 µm und 250 µm, bevorzugt zwischen 40 µm und 150 µm, besonders bevorzugt zwischen 60 µm und 120 µm aufweist und/oder Strukturbreiten zwischen 20 µm und 1500 µm, bevorzugt zwischen 40 µm und 1000 µm, besonders bevorzugt zwischen 60 µm und 500 µm aufweist.
  10. Bogendruckmaschine (40) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aspektverhältnis von Strukturbreite zu Strukturtiefe der feinstrukturierten Reliefstruktur der Prägeplatte (70) zwischen 1:1 und 10:1, bevorzugt zwischen 1,5:1 und 3,5:1 liegt.
  11. Bogendruckmaschine (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenträger der Prägeplatte (70) eine Stärke zwischen 50 µm und 800 µm, bevorzugt zwischen 80 µm und 500 µm, besonders bevorzugt zwischen 100 µm und 250 µm aufweist.
  12. Bogendruckmaschine (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erhabene Plateau der Prägeplatte (70) eine Höhe zwischen 200 µm und 1000 µm, bevorzugt zwischen 300 µm und 750 µm, besonders bevorzugt zwischen 400 µm und 600 µm aufweist.
  13. Bogendruckmaschine (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur der Prägeplatte (70) linienförmige Reliefelemente oder nicht-linienförmige Reliefelemente enthält, wobei linienförmige Reliefelemente mit Vorteil gerade oder gekrümmt, insbesondere gewellt verlaufen, und nicht-linienförmige Reliefelemente mit Vorteil pyramidenförmig und/oder kreiskugelförmig ausgebildet sind.
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