EP3380334A2 - Prägeverfahren zum prägen von mikro- oder nanostrukturen - Google Patents

Prägeverfahren zum prägen von mikro- oder nanostrukturen

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EP3380334A2
EP3380334A2 EP16798626.4A EP16798626A EP3380334A2 EP 3380334 A2 EP3380334 A2 EP 3380334A2 EP 16798626 A EP16798626 A EP 16798626A EP 3380334 A2 EP3380334 A2 EP 3380334A2
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EP
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lacquer layer
embossing
film web
structures
lacquer
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Georg Kiefersauer
Birgit Seiß
Christian Fuhse
Andreas Pretsch
Michael Rahm
Manfred Heim
Winfried HOFFMÜLLER
Herbert ZASCHKA
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Definitions

  • the structures in the micron or nanometer range are thus embossed into an unevenly distributed lacquer layer, wherein even after the embossing and subsequent curing of the lacquer layer by means of UV radiation, an uneven thickness and in the horizontal direction, based on each the film web, unevenly distributed lacquer layer with embossed structures in the micro or nanometer range results.
  • the invention thus relates to a further method according to the preamble of the main claim, wherein in the surface of the Velin Schemes at the edge of the embossing cylinder, in which there are no structures to be embossed in the micron or nanometer range for the embossed end products, at least partially, preferably over the entire surface additional structures or Microstructures are introduced.
  • the vellum area is no longer transferred faultlessly into the lacquer layer on the film web, the part of the film web embossed by the vellum area is in any case scrap and is cut off and disposed of, so that structures or microstructures in this area have no influence on the final end products.
  • detection along a line perpendicular to the edge of the paint can also take place. This is done, for example, by means of a camera system that evaluates the image along the line perpendicular to the edge of the paint. Such an evaluation also advantageously allows the evaluation of trends and thus enables a predictive intervention.
  • the sensor or the camera system must be triggered, for example by means of the signal of an additional double wedge mark or by means of a rotary encoder on the embossing cylinder.
  • the film web 5 together with lacquer layer 6 is pressed by the impression roller 2 against the embossing cylinder 1 and the structures with dimensions in Area of micro or nanometers molded into the lacquer layer 6. Thereafter, the lacquer layer 6 is cured by electromagnetic radiation in the ultraviolet wavelength range of the source 4 and guided by a second guide roller 3 from the embossing cylinder 1 and fed to subsequent processing steps.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prägen von Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in eine Lackschicht aus einem Lack, wobei die Lackschicht auf eine Seite einer Folienbahn aufgebracht ist und mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist. Die Folienbahn wird in Beförderungsrichtung zuerst mit der Seite, auf der sich die noch nicht gehärtete Lackschicht befindet, durch einen Presseur an einen Prägezylinder ge- presst, auf dessen Oberfläche sich die zu prägenden Strukturen im Mikrooder Nanometerbereich befinden. Hierbei formen sich die Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich in die Lackschicht ab. Anschließend wird die Lackschicht durch eine ultraviolette Strahlung einer Quelle für ultraviolette Strahlung gehärtet. Erfindungsgemäß wird die Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben zum Prägezylinder geführt.

Description

Prägeverfahren zum Prägen von Mikro- oder Nanostrukturen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prägen von Strukturen mit Abmes- sungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in eine Lackschicht aus einem Lack, wobei die Lackschicht auf eine Seite einer Folienbahn aufgebracht ist und mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist. Die Folienbahn wird in Beförderungsrichtung zuerst mit der Seite, auf der sich die noch nicht gehärtete Lackschicht befindet, durch einen Presseur an einen Prägezylinder ge- presst, auf dessen Oberfläche sich die zu prägenden Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich befinden. Hierbei formen sich die Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich in die Lackschicht ab. Anschließend wird die Lackschicht durch eine ultraviolette Strahlung einer Quelle für ultraviolette Strahlung gehärtet.
Ein derartiges Verfahren wird bereits seit vielen Jahren verwendet, wobei die Folienbahn von unten oder mindestens von schräg unten zum Prägezylinder geführt wird. Ein Teil des Lacks der noch nicht gehärteten Lackschicht staut sich in Beförderungsrichtung unmittelbar vor der Stelle auf, an der die Lack- Schicht den Prägezylinder berührt, und bildet einen sogenannten„Lackkeil". Dieser Lackkeil ist jedoch bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ungleichmäßig verteilt, wobei sich sowohl die Dicke des Keils als auch seine Verteilung in Richtung der Drehachse des Prägezylinders ständig und unvorhersehbar ändert. Die geometrische Form und Verteilung des Lackkeils ist somit stochastisch, wodurch sich besonders nachteilhaft eine ungleichmäßige Verteilung der Lackschicht auf der Folienbahn ergibt. Die Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich werden somit in eine ungleichmäßig verteilte Lackschicht eingeprägt, wobei sich auch nach dem Verprägen und anschließenden Härten der Lackschicht mittels UV-Strahlung eine ungleichmäßig dicke und in horizontaler Richtung, bezogen jeweils auf die Folienbahn, ungleichmäßig verteilte Lackschicht mit eingeprägten Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich ergibt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen An- Sprüche.
Erfindungsgemäß wird die Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben zum Prägezylinder geführt. Es hat sich dabei überraschend gezeigt, dass sich der Teil des Lacks der noch nicht gehärteten Lackschicht, der sich in Beförderungsrichtung unmittelbar vor der Stelle aufstaut, an der die Lackschicht den Prägezylinder berührt, zu einer größeren benetzten Fläche auf der Oberfläche des Prägezylinders führt. Der Lackkeil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zudem im Gegensatz zu dem Lackkeil des Verfahrens des Standes der Technik nicht ungleichmäßig verteilt und seine geomet- rische Form und Verteilung nicht stochastisch ausgeprägt. Damit ergibt sich auf der Folienbahn sowohl vor als auch während und nach dem Prägen mit Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich eine Lackschicht mit vorhersagbarer und gleichmäßiger Dicke und größerer Breite sowie einer vorhersagbaren und konstanten Position auf der Folienbahn. Dies führt besonders vorteilhaft zu einem Endprodukt mit konstanten und vorhersagbaren Eigenschaften und zu einem geringeren Ausschuss, d.h. zu weniger fehlerhaft bzw. nicht den Vorgaben entsprechenden geprägten Endprodukten wie beispielsweise Sicherheitsfäden oder Sicherheitsstreifen mit diffraktiven oder spiegelartigen Strukturen in bzw. auf Banknoten. Ursache für die größere benetzte Fläche auf der Oberfläche des Prägezylinders bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Gravitationskraft die Lackschicht zusätzlich zur Bewegungsrichtung der Folienbahn zu der Stelle führt, an der die Folienbahn den Prägezylinder berührt. Im Gegensatz dazu wird bei dem Verfahren des Standes der Technik die Lackschicht durch die Gravitationskraft vom Prägezylinder weggezogen.
Weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass durch die größere benetzte Fläche auf der Oberfläche des Prägezylinders die Zeit zum Entweichen der Luft aus den Prägestrukturen auf der Oberfläche des Prägezylinders steigt, so dass die Lackschicht bei höherer Geschwindigkeit der Folienbahn und gleichbleibender Anzahl der Luftblasen in der geprägten Lackschicht oder alternativ dazu bei gleicher Geschwindigkeit der Folienbahn, aber reduzierter Anzahl der Luftblasen in der geprägten Lackschicht geprägt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Prägeverfahren wird der Presseur mit einem hohen mechanischen Druck gegen den Prägezylinder gepresst, so dass eine deutlich erkennbare Menge Lack der Lackschicht verquetscht wird. Dies bedeutet, dass die Breite der Lackschicht nach dem Prägen nicht mehr identisch mit der Breite der Lackschicht vor dem Prägezylinder ist, sondern breiter. Beispielsweise beträgt die Breite des Lacks vor der Prägung 620 mm und nach der Prägung 720 mm.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine höhere Geschwindigkeit der Folienbahn bei gleichbleibender Anzahl der Luftblasen in der geprägten Lackschicht oder eine gleiche oder ebenfalls höhere Geschwindigkeit der Folienbahn bei reduzierter Anzahl der Luftblasen in der geprägten Lackschicht zu ermöglichen, ein sogenanntes„luftblasenfreies" Prägen. Die Erfindung betrifft somit ein weiteres Verfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wobei für ein schnelles luftblasenfreies Prägen der Lack der Lackschicht im Bereich des Prägezylinders und/ oder im Lackkeil eine geringe Viskosität aufweist. Eine Verringerung der Viskosität des Lacks kann durch Erwärmen des Lackes erreicht werden. Beispielsweise kann ein bestimmter Lack luftblasenfrei bei einer Temperatur des Lacks von 20°C mit einer Geschwindigkeit der Folienbahn von 20 m/ min geprägt werden und bei einer Temperatur des Lacks von 60°C mit einer Geschwindigkeit der Folienbahn von 45 m/ min. Eine Erwärmung des Lacks führt also besonders bevorzugt zu einer mehr als doppelt so großen Geschwindigkeit der Folienbahn und damit zu einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Prägevorgangs.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum luftblasenfreien Prägen durch eine Reduzierung der Viskosität bzw. eine Erwärmung des Lacks kann unabhängig von der Richtung der Zuführung der Folienbahn zum Prägezylinder erfolgen, also sowohl bei einer erfindungsgemäßen Zuführung der Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben zum Prägezylinder als auch bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Zuführung der Folienbahn von unten oder mindestens von schräg unten zum Prägezylinder.
Ein Einfluss auf die Breite der Lackschicht nach dem Prägevorgang kann durch die Geschwindigkeit der Folienbahn, die Viskosität bzw. Temperatur des Lacks der Lackschicht, die auf die Folienbahn aufgetragene Lackmenge und den Presseurdruck genommen werden.
Das luftblasenfreie Prägen hat jedoch nur eine sehr kleine Variationsbreite für eine Änderung der Parameter Temperatur und Geschwindigkeit der Folienbahn, d.h. bereits kleine Änderungen dieser Parameter haben einen gro- ßen Einfluss auf die Breite der Lackschicht nach dem Prägen. Beispielsweise beträgt die Breite des Lacks vor der Prägung 620 mm und soll nach der Prägung 720 mm betragen. Bereits eine Änderung der Bahngeschwindigkeit um 1 m/min hat einen deutlichen Einfluss auf die Breite der Lackschicht nach dem Prägen. Eine deutlich zu niedrige Bahngeschwindigkeit um 5 m/ min bis 10 m/min führt dazu, dass der Lack über den Rand der Folienbahn hinaus gequetscht wird, eine geringfügig zu hohe Geschwindigkeit um ca.
3 m/min führt zu Luftblasen.
Dies bedeutet insbesondere auch, dass über eine Änderung der Geschwindigkeit der Folienbahn die Breite der Lackschicht nach dem Prägen konstant auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden kann. Nimmt die Breite der Lackschicht nach dem Prägen über einen vorgegebenen Wert hinaus zu, muss die Bahngeschwindigkeit erhöht werden und umgekehrt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Breite der Lackschicht auf der Folienbahn nach dem Prägen bzw. die Einhaltung eines vorgegebenen Wertes dieser Breite zu kontrollieren.
Die Erfindung betrifft somit ein weiteres Verfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wobei in die Oberfläche des Velinbereichs am Rand des Prägezylinders, in dem sich keine zu prägenden Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich für die geprägten Endprodukte befinden, mindestens teilweise, bevorzugt vollflächig zusätzliche Strukturen oder Mikrostrukturen eingebracht werden. Der Velinbereich wird zwar nicht mehr fehlerfrei in die Lackschicht auf der Folienbahn übertragen, der durch den Velinbereich geprägte Teil der Folienbahn ist aber ohnehin Ausschuss und wird abgeschnitten und entsorgt, so dass Strukturen oder Mikrostrukturen in diesem Bereich keinen Einfluss auf die späteren Endprodukte haben. Die zusätzlichen Strukturen oder Mikrostrukturen haben zum einen aufgrund ihrer größeren Oberfläche einen höheren Lackbedarf, so dass sich der Schwankungsbereich der Breite der Lackschicht nach dem Prägen verringert. Des Weiteren machen die zusätzlichen Strukturen oder Mikrostrukturen die an sich nicht erkennbare Lackkante des transparenten Lacks erkennbar, also die Kante der Lackschicht auf der Folienbahn am äußeren linken oder rechten Rand der Lackschicht, indem sie zu einer Erhöhung der Streuung oder Absorption oder zu einer erkennbaren Änderung der Reflektion des auf die Lackschicht einfallenden Lichts führen. Beispielsweise kann die zusätzliche Struktur in Form eines Schachbrettmuster ausgestaltet sein mit einer Abmessung der einzelnen Felder von jeweils 10 μητι, das optisch zu einer Mattierung des Lackes im Vergleich zur einer unstrukturierten glatten Fläche führt. Die zusätzlichen Strukturen können auch aus Mikrospiegeln oder diffrakti- ven Strukturen bestehen, die zu einer Mattierung der Oberfläche des Lacks oder einer richtungsabhängigen Spiegelung des einfallenden Lichts führen.
Die erfindungsgemäße Kontrolle der Breite der Lackschicht auf der Folienbahn nach dem Prägen bzw. der Einhaltung eines vorgegebenen Wertes die- ser Breite kann unabhängig von der Richtung der Zuführung der Folienbahn zum Prägezylinder erfolgen, also sowohl bei einer erfindungsgemäßen Zuführung der Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben zum Prägezylinder als auch bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Zuführung der Folienbahn von unten oder mindestens von schräg unten zum Prägezylinder.
Die Position der Lackkante auf der Folienbahn nach der Prägung wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform über ein optisches System ermit- telt, das beispielsweise aus mindestens einer Lichtschranke oder einem Kamerasystem besteht.
Hierbei ist eine Lichtschranke über der Lackschicht der Folienbahn in Beför- derungsrichtung der Folienbahn nach dem Prägezylinder angeordnet, wobei die Lichtschranke so über der Lackschicht der Folienbahn angeordnet ist, dass sie den Bereich außerhalb bzw. jenseits der Lackkante überwacht, in dem keine Lackschicht auf der Folienbahn angeordnet sein soll. Das von der Lichtschranke ausgesendete Licht soll somit auf die glatte, spiegelnde Ober- fläche der Folienbahn ohne Lackschicht treffen, wenn die Bahngeschwindigkeit korrekt eingestellt ist, so dass der Detektor der Lichtschranke einen ersten Wert anzeigt. Ist die Bahngeschwindigkeit zu niedrig eingestellt, erhöht sich nach der Prägung die Breite der Lackschicht über das vorgegebene Maß hinaus und verschiebt sich die Lackkante in Richtung des äußeren Randes der Folienbahn. Das von der Lichtschranke ausgesendete Licht trifft dann auf die durch die zusätzlichen Strukturen oder Mikrostrukturen geprägte und beispielsweise mattierte Oberfläche der Lackschicht. Zum Detektor der Lichtschranke wird somit weniger Licht zurückreflektiert als bei der glatten, spiegelnden Oberfläche der Folienbahn ohne Lackschicht, so dass der Detek- tor der Lichtschranke einen zweiten Wert anzeigt, der unterschiedlich zum ersten Wert ist. Dieser zweite Wert ist für die Regelung das Signal, die Bahngeschwindigkeit so lange zu erhöhen, bis der Detektor der Lichtschranke wieder den ersten Wert anzeigt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine zweite Lichtschranke derart angeordnet werden, dass sie den Bereich innerhalb bzw. diesseits der Lackkante überwacht, in dem die Lackschicht auf der Folienbahn angeordnet sein soll. Der Detektor dieser Lichtschranke soll somit den zweiten Wert der durch die zusätzlichen Strukturen oder Mikrostrukturen geprägten und beispielsweise mattierten Oberfläche der Lackschicht anzeigen. Zeigt er den ersten Wert der glatten, spiegelnden Oberfläche der Folienbahn ohne Lackschicht an, ist die Breite der Lackschicht zu gering und muss die Bahngeschwindigkeit so lange vermindert werden, bis der Detektor dieser Lichtschranke wieder den zweiten Wert anzeigt.
Statt einer punktuellen Detektion der Position der Lackkante über eine oder zwei Lichtschranken kann auch eine Detektion entlang einer Linie senkrecht zur Lackkante erfolgen. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines Kamerasys- tems, das das Bild entlang der Linie senkrecht zur Lackkante auswertet. Eine solche Auswertung lässt vorteilhaft auch die Auswertung von Trends zu und ermöglicht damit einen vorausschauenden Eingriff. Hierbei muss der Sensor bzw. das Kamerasystem getriggert werden, beispielsweise mittels des Signals einer zusätzlichen Doppelkeilmarke oder auch mittels eines Drehge- bers am Prägezylinder.
Eine Folienbahn besteht beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polypropylen (PP) oder Polycarbonat (PC) mit einer Dicke für Sicherheitsfäden oder Sicherheitsfolien von bevorzugt 8 μπι bis 36 μιη, für Banknoten aus Polymer oder für Folienverbundbanknoten bis 100 μπι oder für Kartenkörper bis 200 μιη.
Die Dicke der Lackschicht beträgt bevorzugt 0,5 μπι bis 20 μπ , besonders bevorzugt 4 μιη bis 15 μιη und ganz besonders bevorzugt von 4 μιτι bis 8 μιη. Die Lackschicht wird bevorzugt mittels eines Flexodruckverfahrens auf die Folienbahn aufgebracht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Folienbahn durch eine Umlenkwalze umgelenkt und auf den Prägezylinder ge- führt wird, wobei die Umlenkwalze in Beförderungsrichtung vor dem Pres- seur angeordnet wird. Durch eine zweite Umlenkwalze kann die Folienbahn wieder vom Prägezylinder weggeführt werden. Durch die erste und gegebenenfalls zweite Umlenkwalze wird erreicht, dass die Lackschicht den Präge- zylinder über eine größere Umfangfläche umschlingt.
Von oben im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die Folie senkrecht oder mindestens nahezu senkrecht von oben bzw. in Richtung der Gewichtskraft oder nahezu in Richtung der Gewichtskraft auf den Prägezylinder zugeführt wird. Mindestens von schräg oben im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die Folie mit einem Winkel in einem Bereich von mehr als waagrecht bis nahezu senkrecht von oben auf den Prägezylinder zugeführt wird, wobei die Folie insbesondere nicht waagrecht auf den Prägezylinder zugeführt wird. Derartige Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nano- metern werden insbesondere zur Erhöhung des Fälschungsschutzes von Wertdokumenten verwendet, insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdoku- mente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Die Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Na- nometern sind beispielsweise diffraktive Strukturen, Mikrospiegel, Mattstrukturen oder Mottenaugenstrukturen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.
Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Fi- guren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Um- Setzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.
Im Einzelnen zeigen schematisch: Fig. 1 in Seitenansicht ein Prägeverfahren nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Prägeverfahren,
Fig. 3 in Draufsicht den Randbereich einer Lackschicht auf einer Folien- bahn nach Prägung für eine Detektion der Lackkante durch zwei
Lichtschranken, den Gegenstand aus Fig. 3 in Seitenansicht, Fig. 5 in Draufsicht den Randbereich einer Lackschicht auf einer Folienbahn nach Prägung für eine Detektion der Lackkante durch ein Kamerasystem.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein aus dem Stand der Technik bekanntes Prägeverfahren. Auf einer Folienbahn 5 befindet sich eine Lackschicht 6, wobei die Folienbahn in Bewegungsrichtung 7 von schräg unten auf eine Prägevorrichtung zugeführt wird. Die Prägevorrichtung besteht hierbei aus einem Prägezylinder 1, in dessen Oberfläche zu prägende Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern eingebracht sind, einem walzenförmig ausgestalteten Presseur 2, einer Quelle 4 für ultraviolette Strahlung sowie zwei Umlenkwalzen 3. Die Folienbahn 5 wird durch die erste Umlenkwalze 3 derart umgelenkt, dass die Lackschicht 6 mit dem Prägezylinder in Kontakt kommt. Unmittelbar vor bzw. an dieser linienförmigen Kontaktstelle staut sich ein Teil der noch nicht gehärteten Lackschicht auf und bildet dabei den ungleichmäßig geformten Lackkeil 8. Anschließend wird die Folienbahn 5 samt Lackschicht 6 durch den Presseur 2 gegen den Prägezylinder 1 gepresst und die Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die Lackschicht 6 abgeformt. Daraufhin wird die Lackschicht 6 durch elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich der Quelle 4 gehärtet und über eine zweite Umlenkwalze 3 vom Prägezylinder 1 wegeführt und nachfolgenden Bearbeitungsschritten zugeführt.
Fig. 2 zeigt in Seitenansicht das erfindungsgemäße Prägeverfahren, bei dem im Gegensatz zu dem Prägeverfahren aus Fig. 1 die Folienbahn 5 von schräg oben der Prägevorrichtung zugeführt wird. Die Folienbahn 5 wird durch die erste Umlenkwalze 3 derart umgelenkt, dass die Lackschicht 6 mit dem Prägezylinder in Kontakt kommt. Unmittelbar vor bzw. an dieser linienförmigen Kontaktstelle staut sich ein Teil der noch nicht gehärteten Lackschicht auf und bildet dabei den oben beschriebenen und besonders vorteilhaft gleichmäßig geformten Lackkeil 9. Anschließend wird die Folienbahn 5 samt Lackschicht 6 durch den Presseur 2 gegen den Prägezylinder 1 gepresst und die Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in die Lackschicht 6 abgeformt. Daraufhin wird die Lackschicht 6 durch elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich der Quelle 4 gehärtet und über eine zweite Umlenkwalze 3 vom Prägezylinder 1 weggeführt und nachfolgenden Bearbeitungsschritten zugeführt. Fig. 3 zeigt in Draufsicht den Randbereich einer Lackschicht auf einer Folienbahn nach Prägung für eine Detektion der Lackkante durch zwei Lichtschranken. Fig. 4 zeigt den Gegenstand aus Fig. 3 in Seitenansicht entlang der Schnittebene LL. Eine erste Lichtschranke 18, bestehend aus einer Lichtquelle 18.1 und einem Detektor 18.2, ist über der Lackschicht 6 der Folienbahn 5 in Beförderungsrichtung der Folienbahn 5 nach dem Prägezylinder 1 angeordnet, so dass sie entlang einer Linie 16 den Bereich 13 außerhalb bzw. jenseits der Lackkante 15 überwacht, in dem keine Lackschicht auf der Folienbahn 5 angeordnet sein soll. Das von der Lichtquelle 18.1 ausgesendete Licht trifft somit auf die glatte, spiegelnde Oberfläche der Folienbahn ohne Lackschicht, wenn die Bahngeschwindigkeit korrekt eingestellt ist, so dass der Detektor 18.2 einen ersten Wert anzeigt. Eine zweite Lichtschranke 19, bestehend aus einer Lichtquelle 19.1 und einem Detektor 19.2, ist derart angeordnet, dass sie entlang einer Linie 17 den Bereich 14 innerhalb bzw. diesseits der Lackkante 15 überwacht, in dem die Lackschicht 6 auf der Folienbahn 5 angeordnet sein soll. Im Bereich 12 befinden sich die zusätzlichen Strukturen oder Mikrostrukturen im Velinbereich des Prägezylinders, die nur im Bereich 14 in die Lackschicht 6 geprägt werden. Der Detektor 19.2 zeigt den zweiten Wert durch die zusätzlichen Strukturen oder Mikrostrukturen geprägte und beispielsweise mattierte Oberfläche 14 der Lackschicht 6 an, der vom ersten Wert verschieden ist.
Fig. 5 zeigt in Draufsicht den Randbereich einer Lackschicht auf einer Folienbahn nach Prägung für eine Detektion der Lackkante durch ein Kamerasystem. Hierbei erfolgt eine Detektion entlang einer Linie 20 senkrecht zur Lackkante 15. Diese Detektion erfolgt beispielsweise mittels eines Kame- rasystems, das das Bild entlang der Linie 20 auswertet, indem die Glanzwerte der entsprechenden Oberflächen bestimmt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren zum Prägen von Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in eine Lackschicht aus einem Lack, wobei die Lackschicht auf eine Seite einer Folienbahn aufgebracht ist und mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, wobei die Folienbahn in Beförderungsrichtung zuerst mit der Seite, auf der sich die noch nicht gehärtete Lackschicht befindet, durch einen Presseur derart an einen Prägezylinder, auf dessen Oberfläche sich die zu prägenden Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich befinden, gepresst wird, dass sich die Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich in die Lackschicht abformen, und anschließend die Lackschicht durch eine ultraviolette Strahlung einer Quelle für ultraviolette Strahlung gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienbahn von oben oder mindestens von schräg oben zum Prägezylinder geführt wird, so dass sich ein Teil des Lacks der noch nicht gehärteten Lackschicht in Beförderungsrichtung unmittelbar vor der Stelle aufstaut, an der die Lackschicht den Prägezylinder berührt, wodurch sich eine größere benetzte Fläche auf der Oberfläche des Prägezylinders ergibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienbahn durch eine Umlenkwalze umgelenkt und auf den Prägezylinder geführt wird, wobei die Umlenkwalze in Beförderungsrichtung vor dem Presseur angeordnet wird.
Verfahren zum Prägen von Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in eine Lackschicht, wobei die Lackschicht auf eine Seite einer Folienbahn aufgebracht ist und mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, wobei die Folienbahn in Beförderungsrichtung zu- erst mit der Seite, auf der sich die noch nicht gehärtete Lackschicht befindet, durch einen Presseur derart an einen Prägezylinder, auf dessen Oberfläche sich die zu prägenden Strukturen im Mikro- oder Nanome- terbereich befinden, gepresst wird, dass sich die Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich in die Lackschicht abformen, und anschließend die Lackschicht durch eine ultraviolette Strahlung einer Quelle für ultraviolette Strahlung gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass für ein luftblasenfreies Prägen der Lack der Lackschicht im Bereich des Prägezylinders und/ oder an der Stelle, an der in Beförderungsrichtung die Lackschicht den Prägezylinder berührt und sich ein Teil des Lacks der noch nicht gehärteten Lackschicht aufstaut, eine geringe Viskosität aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verringerung der Viskosität des Lacks durch Erwärmen des Lackes erreicht wird.
Verfahren zum Prägen von Strukturen mit Abmessungen im Bereich von Mikro- oder Nanometern in eine Lackschicht, wobei die Lackschicht auf eine Seite einer Folienbahn aufgebracht ist und mittels ultravioletter Strahlung härtbar ist, wobei die Folienbahn in Beförderungsrichtung zuerst mit der Seite, auf der sich die noch nicht gehärtete Lackschicht befindet, durch einen Presseur derart an einen Prägezylinder, auf dessen Oberfläche sich die zu prägenden Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich befinden, gepresst wird, dass sich die Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich in die Lackschicht abformen, und anschließend die Lackschicht durch eine ultraviolette Strahlung einer Quelle für ultraviolette Strahlung gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche eines Velinbereichs am Rand des Prägezylinders, in dem sich keine zu prägenden Strukturen im Mikro- oder Nanometerbereich be- finden, mindestens teilweise, bevorzugt vollflächig zusätzliche Strukturen oder Mikrostrukturen eingebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kante der Lackschicht auf der Folienbahn am äußeren linken oder rechten Rand der Lackschicht nach der Prägung über ein optisches System ermittelt wird.
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