EP3398781A1 - Befeuchtungsverfahren und befeuchtungsvorrichtung zur wiederbefeuchtung nach applikationselementapplikation und wertdokumentsubstrat - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for rewetting a web of a printing material after application of application elements.
- the invention further relates to a device for moistening a web of a printing substrate after application of application elements, wherein the device comprises a moisture supply device and a moisture-supplied transfer roller, which transfers moisture to the web.
- the invention also relates to a value document substrate, in particular for producing a value document, a banknote or the like, from a printing material, wherein at least one application element is applied to a surface of the substrate and the substrate by a moistening of the printing material after application of the at least one element Has source area in which the substrate is swollen and so a thickness of the substrate is increased.
- the invention is based on the object of improving the quality of a value document substrate to which application elements are applied.
- a structured rewetting of the web is carried out.
- the structuring is adapted to the position of the application elements on the web. Particularly preferably, areas in which the application elements are applied to the web, recessed in the moistening. Depending on the configuration of the application elements, however, it may also be expedient to reduce the moistening in these areas.
- the application element is impermeable to water and preferably a film element.
- the invention provides a structured moistening of the web after the application of the water-impermeable application elements, the structuring being adapted to the position of the application elements. This prevents that the usually impermeable application elements are exposed to too much moisture, especially water. This water can thus no longer occur laterally next to the application element in the substrate. As a result, a local non-uniform swelling of the printing material as a result of moistening is avoided, and the flatness of the printing material for the subsequent processing steps, for example Sheeter or pressure, especially screen printing or stitch print, is improved.
- the moisture absorption during winding of the moistened web is taken into account. By eliminating the areas which carry application elements, it is additionally prevented that remains on the application elements moisture, which would occur at the back of the winding in the overlying web in the substrate and this locally uneven sources with the resulting flatness problem would bring.
- the printing substrate After applying water-impermeable application elements to the web, the printing substrate is rewetted to counteract drying out of the printing material, in particular caused by the application.
- the humidification is carried out structured, z. B. by areas in which the application elements are applied to the web, are left out during moistening.
- a device for wetting the web after application of application elements has a moisture supply device and a moisture-supplied transfer roller which has a roll mantle in contact with the web, which is structured with respect to the transfer of moisture.
- a substrate thus produced in particular for producing a value document, a banknote or the like, has a swelling area in which the printing material swells and thus a thickness of the printing substrate is increased. Due to the structured moistening, the source area adjoins the application element without locally stronger swelling and thus caused excessive thickness.
- the structuring of the roll mantle with regard to the transfer of moisture to the web can be realized by providing the roll mantle of the moisture transfer roll with recesses at suitable locations. The recesses are so deep that the roll shell does not contact the web there and does not moisten the web there.
- the structuring can also be achieved by structurally applying moisture to the roll shell of the transfer roll.
- This can be realized in a particularly simple manner by providing a zone diaphragm, which covers the locations of the roll mantle which correspond to the application elements, after spraying a moisture-spraying device.
- a zone stop can also be combined with a roller having recesses on its roll shell. Both variants are particularly suitable for cases in which strip-shaped application elements are applied to the printing substrate.
- the application element is applied to the web, so it is already present as such before application.
- the application element is a multi-layered application element with at least one full-surface, water-impermeable layer.
- the water-impermeable layer can be formed, for example, by a film or comprise a hardened lacquer layer.
- Another possibility for structured moistening is a zone-wise heating of the transfer roller, wherein the heated zones correspond to the areas to be spared on the web. Due to the higher temperature, these zones absorb (less or) no moisture and do not transfer it to the web.
- the moistening of the printing material after the application of the application elements has two effects. On the one hand, the moistened printing material swells. On the other hand, it is clearly roughened on the surface. The swelling effect occurs due to the mentioned spread of moisture in the printing material in an area which is slightly larger than the originally moistened area. For the roughening, this does not apply according to current knowledge.
- a value document substrate produced with the mentioned gap between the wetting area and the application element therefore has a very characteristic difference between swelling and roughened surface. The area affected by the roughening is smaller than the source area where the thickness change occurred.
- Re-wetting generally and in the present case is a moisture loss of the printing material which balances or sets the moisture of the printing material to a predetermined value by adjusting the application of moisture, in particular water.
- the moisture of the printing material is adjusted by the rewetting in particular to a suitable value for further processing as a web.
- the present procedure shows a particularly clear effect when applying film-based application elements.
- an application of the procedure in the same way is conceivable if other water-impermeable application elements are applied.
- Fig. 1 schematically shows a Folienapplikatormaschine 1, which promotes a provided on a feed roller 2 web 3 along a conveying direction 4 and by sheet application generates a banknote paper 5, which is provided for further processing, in particular for further printing and formed.
- an application element with foil, a foil element is used below.
- Application machines for strips or patches as application elements with and / or without a separate film are known.
- On an intermediate carrier or independently existing application elements are applied to a web.
- the film applicator 1 is designed for roll application and has a film application device 6, as for example from the DE 102011119213 A1 is known.
- the film application device 6 brings on the web 3 by imprinting or hot applying security elements z. B. in film form.
- the film elements applied by the film application device 6 are impermeable to water. They cover part of the track 3.
- the Garbefeuchtungs annoying 7 In order to prevent the moistening, which is carried out by the Wiederbefeuchtungs annoying 7, unevenly distributed from the film elements on the web 3 and in particular on the edge of the film elements, a greater humidification takes place than at other locations of the web 3, the Wiederbefeuchtungs responded 7 performs a structured moistening, which is adapted to the location and size of the film elements, which were applied by the film application device 6.
- the structuring is adapted so that the sections of the web 3 on which film elements are located are recessed by the moistening. Sealing sections of the web 3, which were produced by applied film elements, are therefore not exposed to moisture, so that no increase in moisture takes place at the edge of these sealing elements.
- the Wiederbefeuchtungs noticed 7 is designed as Rollenbefeuchtungsstrom having a sprayed with finely divided drops of water transfer roller 9, which together with a counter-roller 10 which conveyed between these two elements Lane 3 moistened.
- the transfer roller 6 is acted upon by a spray device with a spray jet 12 with moisture, wherein an adjustable aperture 13 is provided. It shadows the spray jet 12 over the entire length of the transfer roller 9 partially, so that the aperture 13, the amount of moisture which is applied by the spray jet 12 to the transfer roller 9, adjusted.
- the foil elements are strip-shaped.
- the transfer roller 9 has annular recesses 15 on its roll shell 14. They are so deep that no moisture can be transferred to the web 3 from them. Thus, here along the recess 15 when passing through the web 3, no transmission of moisture is possible.
- the position of the recesses 15 is adjusted to match the longitudinal extent of the strip-shaped film elements on the web 3.
- the transfer roller 9 is designed for patch-shaped film elements.
- the recesses 15 are then not annular, but are the film elements corresponding recesses on the transfer roller 9.
- the transfer roller 9 and the patch-shaped film elements on the web third are respectively aligned with each other while the web 3 passes through the rewet device 7 and the transfer roller 9.
- the humidifier 7 in FIG Fig. 2 is shown only schematically.
- one moistening is the other Side of the web 3 in the figure not shown for simplicity. This can be easily done by a corresponding doubling of the Fig. 2 reach shown elements, which is designed such that the other side of the web 3 is moistened.
- Fig. 4 shows a modified construction in which instead of the recesses 15, a zone aperture 16 is provided, which shadows areas on the transfer roller 9 in front of the spray jet 12, which should not be supplied with moisture for the structured moistening.
- the zone stop 16 is in Fig. 5 shown schematically in more detail. It comprises visor body 17, which cover said locations on the transfer roller 9. These bodies correspond in their function to the recesses 15 of the construction of Fig. 3 .
- the position of the visor body 17 can be adapted to a specific embodiment of the film elements on the web 3.
- the diaphragm body in their position and / or extension are adjustable.
- the construction of the Fig. 5 the same as the Fig. 3 with the difference that the areas of the web 3 which are not to be moistened with moisture are now formed not by recesses but by shading of the corresponding sections of the transfer roller 9.
- the zone diaphragm 16 or its diaphragm body 17 are bent.
- the curved zone diaphragm 16 (or the diaphragm body 17) follows the contour of the transfer roller 9 at a predetermined distance.
- the radius of the bend can be 1 to 10 mm, preferably 2 to 5 mm, larger than the radius of the transfer roller 9.
- the transfer roller 9 with heated zones that are tuned in shape and size to the film elements. These heated zones then absorb less or no moisture, so that the film elements are recessed from the moistening.
- Another possibility is to provide suitable hydrophilic / hydrophobic areas on the transfer roller 9 or electrostatically controlled areas. In both cases, the transfer roller 9 is then formed so that it no moisture or less moisture absorbs at areas which correspond to the film elements on the web 3 and thus the web 3 structured matched to the location and size of the film elements moistened.
- Fig. 6 shows a sectional view through the web 3 after passing through the film application device 6 and before passing through the Wiederbefeuchtungs nails 7.
- Fig. 9 shows in a similar sectional view of the structured moistening, which is designed so that a moistened substrate 21 is produced exclusively where no film element 20 is located. This is achieved by the fact that the rewet device 7 applies moisture in moistening regions 22, but not in a recessed region 23, which is matched to the film element 20.
- the rewet device 7 applies moisture in moistening regions 22, but not in a recessed region 23, which is matched to the film element 20.
- Fig. 8 shows the impact of this measure.
- moistening with moisture of the printing material swells 21. Since the application in the moistened substrate 21 with moisture is homogeneous and no excess moisture from the moisture-impermeable film element 23 runs to the edge in the substrate 19, there is a swelling 24, over the entire humidification 22nd is homogeneous.
- Fig. 8 shows, the flatness on the top and bottom of the banknote paper 5 significantly improved. There are no thickness peaks in the banknote paper 5, in particular not at the edge of the film element 20.
- Fig. 9 shows by way of example a situation in which a film element 20 is provided only on one side of the banknote paper. Due to the moistening from the other side, moistened printing material 21 thus also sets underneath the film element 20.
- the schematic representation in Fig. 9 shows a sharp limit for the moistened substrate 21. This is chosen only for the sake of clarity of the drawing so. In fact, the moisture in the printing material 19 will form no sharp boundary and, for example, decrease continuously towards the underside of the film element 20.
- FIG. 12 shows further features that may optionally be used for patterned moistening without being limited to a single-sided film element 20.
- a first feature is the fact that the recessed area 23 is larger than the film element 20.
- FIG. 9 Another optional feature that in Fig. 9 is shown, the arrangement of the film element 23 in a recess which is usually production-related slightly larger than the film element 20 itself. Through this depression required for Dickenegalmaschine swelling is lower.
- Fig. 10 shows a property of the banknote paper 5, when the recessed area 23 is slightly larger than the film element 20. Due to the already mentioned lateral spread of moisture in the substrate 19, then swelling takes place up to the edge of the film element 20. At the same time moistening but also has the effect that the surface of the printing material 19 is roughened. However, such a roughening 26 extends only over the moistening area 22. Unlike the swelling 24, it is not enlarged laterally. A banknote paper 5 which has been produced with structured moistening using a spacing region 25 around the film element 20 thus quite characteristically exhibits a roughening 22 which covers a smaller area than the swelling 24 likewise produced by the moistening.
- the structured moistening ensures that the value document substrate does not show an increase in thickness at the edge to the film element. This state is not only given to the roll 8 after being wound up, but also remains in later processing states.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederbefeuchten einer Bahn eines Bedruckstoffes nach einer Applikation von Applikationselementen.
- Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Befeuchten einer Bahn eines Bedruckstoffes nach einer Applikation von Applikationselementen, wobei die Vorrichtung eine Feuchteversorgungseinrichtung und eine davon mit Feuchtigkeit versorgte Übertragungswalze aufweist, welche Feuchtigkeit auf die Bahn überträgt.
- Die Erfindung betrifft außerdem ein Wertdokumentsubstrat, insbesondere zur Herstellung eines Wertdokuments, einer Banknote oder dgl., aus einem Bedruckstoff, wobei an einer Oberfläche des Substrates mindestens ein Applikationselement appliziert ist und das Substrat durch eine Befeuchtung des Bedruckstoffs nach der Applikation des mindestens einen Elements einen Quellbereich aufweist, in dem der Bedruckstoff aufgequollen ist und so eine Dicke des Bedruckstoffs erhöht ist.
- Aus der
DE 102011119213 A1 ist es bekannt, auf eine Bahn aus einem Bedruckstoff Folienelemente zu applizieren, um so ein Wertdokumentsubstrat zur späteren Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, herzustellen. Die dort beschriebene Vorrichtung weist am Ende der Bearbeitungsstrecke eine Wiederbefeuchtungseinrichtung auf. Eine solche Wiederbefeuchtungseinrichtung ist auch in derDE 102008021944 A1 vorgeschlagen. Die damit durchgeführte Befeuchtung soll einer Austrocknung entgegenwirken, die bei der Applikation der Folienelemente auftritt. Eine Zuführung von Feuchtigkeit ist im Übrigen im Offset-Druck für den Druckprozess bekannt; exemplarisch sei hierzu auf dieWO 2012/146263 A1 verwiesen. Solche vorbereitenden Teilschritte des Druckprozesses sind jedoch keine Wiederbefeuchtung im vorliegenden Sinne. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität eines Wertdokumentsubstrates, auf welches Applikationselemente appliziert sind, zu verbessern.
- Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1, 6, 12 und 15 definiert.
- Erfindungsgemäß wird eine strukturierte Wiederbefeuchtung der Bahn vorgenommen. Die Strukturierung ist an die Lage der Applikationselemente auf der Bahn angepasst. Besonders bevorzugt werden Bereiche, in denen die Applikationselemente auf die Bahn aufgebracht sind, bei der Befeuchtung ausgespart. Es kann je nach Ausgestaltung der Applikationselemente aber auch zweckmäßig sein, die Befeuchtung in diesen Bereichen zu reduzieren. Das Applikationselement ist wasserundurchlässig und bevorzugt ein Folienelement.
- Die Erfindung sieht eine strukturierte Befeuchtung der Bahn nach der Applikation der wasserundurchlässigen Applikationselemente vor, wobei die Strukturierung an die Lage der Applikationselemente angepasst ist. Dadurch wird verhindert, dass die in der Regel undurchlässigen Applikationselemente zu stark mit Feuchtigkeit, insbesondere Wasser, beaufschlagt werden. Dieses Wasser kann somit nicht mehr seitlich neben dem Applikationselement in den Bedruckstoff eintreten. Dadurch ist eine lokale ungleichmäßige Quellung des Bedruckstoffes als Folge der Befeuchtung vermieden, und die Planlage des Bedruckstoffes für die nachfolgenden Verarbeitungsschritte, beispielsweise Querschneider oder Druck, insbesondere Siebdruck oder Stichdruck, ist verbessert. Hierbei ist auch die Feuchteaufnahme beim Aufwickeln der befeuchteten Bahn zu berücksichtigen. Durch das Aussparen der Bereiche, welche Applikationselemente tragen, ist es zusätzlich verhindert, dass auf den Applikationselementen Feuchtigkeit stehen bleibt, die an der Rückseite der in der Wicklung darüber liegenden Bahn in den Bedruckstoff eintreten würde und diesen zum lokal ungleichmäßigen Quellen mit der daraus resultierenden Planlagenproblematik brächte.
- Nach dem Applizieren von wasserundurchlässigen Applikationselementen auf die Bahn wird der Bedruckstoff wiederbefeuchtet, um einem - insbesondere durch die Applikation verursachten - Austrocknen des Bedruckstoffes entgegenzuwirken. Dabei wird die Befeuchtung strukturiert ausgeführt, z. B. indem Bereiche, in denen die Applikationselemente auf die Bahn aufgebracht sind, bei der Befeuchtung ausgespart werden. Eine dieses Verfahren ausführende Vorrichtung zum Befeuchten der Bahn nach der Applikation von Applikationselementen weist eine Feuchteversorgungseinrichtung und eine davon mit Feuchtigkeit versorgte Übertragungswalze auf, die einen mit der Bahn in Kontakt tretenden Walzenmantel hat, der bezüglich der Übertragung der Feuchtigkeit strukturiert ist. Ein so hergestelltes Wertpapiersubstrat, insbesondere zur Herstellung eines Wertdokuments, einer Banknote oder dgl., hat durch die Befeuchtung der Bahn nach der Applikation des mindestens einen Applikationselements einen Quellbereich, in dem der Bedruckstoff aufgequollen und so eine Dicke des Bedruckstoffs erhöht ist. Durch die strukturierte Befeuchtung grenzt der Quellbereich an das Applikationselement ohne lokal stärkeres Aufquellen und dadurch verursachte Dickenüberhöhung an.
- Besondere Vorteile bringt die strukturierte Wiederbefeuchtung bei der Applikation von Applikationselementen, welche sich auf der Vorder- und Rückseite der Bahn gegenüberliegen. Hier kommt es zu einem beidseitigen Versiegeln der Oberfläche der Bahn. Sind solche Applikationselemente unterschiedlich breit, kommt es an den Rändern des schmäleren Applikationselementes innerhalb des Überlappungsbereiches zu einer lokalen Quellung entlang der Kanten, was ohne strukturierte Befeuchtung zu einer Aufwölbung in der Rolle und einer Vorverformung des Wertdokumentsubstrates führen würde, welche die Planlage in späteren Verarbeitungsschritten nachhaltig stören würde.
- Die Strukturierung des Walzenmantels hinsichtlich der Übertragung von Feuchtigkeit auf die Bahn kann dadurch realisiert werden, dass der Walzenmantel der Feuchteübertragungswalze an passenden Stellen mit Ausnehmungen versehen wird. Die Ausnehmungen sind so tief, dass der Walzenmantel dort nicht mit der Bahn in Kontakt tritt und die Bahn dort nicht befeuchtet.
- Die Strukturierung kann auch dadurch erreicht werden, dass der Walzenmantel der Übertragungswalze strukturiert mit Feuchtigkeit beaufschlagt wird. Dies kann besonders einfach dadurch realisiert werden, dass nach einer Feuchtigkeit aufsprühenden Sprüheinrichtung eine Zonenblende vorgesehen wird, welche die Stellen des Walzenmantels abdeckt, die den Applikationselementen entsprechen. Natürlich kann eine Zonenblende auch mit einer Walze kombiniert werden, die Ausnehmungen an ihrem Walzenmantel hat. Beide Varianten eignen sich besonders für Fälle, in denen streifenförmige Applikationselemente auf den Bedruckstoff appliziert werden.
- Das Applikationselement wird auf die Bahn appliziert, liegt also bereits als solches vor dem Applizieren vor. Besonders bevorzugt ist das Applikationselement ein mehrschichtiges Applikationselement mit zumindest einer vollflächigen, wasserundurchlässigen Schicht. Die wasserundurchlässige Schicht kann beispielsweise durch eine Folie gebildet sein oder eine ausgehärtete Lackschicht umfassen.
- Im Fall von Applikationselementen, die die Form von Patches haben, kann man mit der Zonenblende besonders einfach einen streifenförmigen Bereich auf der Bahn, entlang dem die Patches aufgereiht sind, von der Befeuchtung freihalten. Gleichermaßen ist es möglich, die Walze entsprechend den Patches strukturiert zu befeuchten, beispielsweise mittels einer Befeuchtungseinrichtung, die eine synchron zur Walze rotierende Blendenwalze hat, welche die Stellen, an denen Patches zu liegen haben, abdeckt. Natürlich können auch die Ausnehmungen an der Übertragungswalze entsprechend passend zu den Patches strukturiert sein.
- Eine weitere Möglichkeit zur strukturierten Befeuchtung stellt ein zonenweises Beheizen der Übertragungswalze dar, wobei die beheizten Zonen den auszusparenden Bereichen auf der Bahn entsprechen. Durch die höhere Temperatur nehmen diese Zonen (weniger oder) keine Feuchtigkeit an und übertragen sie auch nicht auf die Bahn.
- In den für Patches abgestimmten Bauweisen ist darauf zu achten, dass die Drehlage der Übertragungswalze bzw. der Blendenwalze so auf die Förderung der Bahn eingestellt ist, dass die nicht mit Feuchtigkeit versorgten Bereiche des Walzenmantels exakt an den Stellen der Patches auf der Bahn liegen, während die Bahn durchläuft.
- Es hat sich gezeigt, dass bei manchen Bedruckstoffen, insbesondere Banknotenpapieren, die auf Baumwollbasis hergestellt sind, eingebrachte Feuchtigkeit sich auch lateral zu einem gewissen Grad im Bedruckstoff ausbreitet. Es ist deshalb in einer Weiterbildung bevorzugt, die ausgesparten Bereiche etwas größer als die Applikationselemente zu gestalten, so dass zwischen den befeuchteten Bereichen und den Applikationselementen ein Spalt besteht. Er sollte nicht größer als 10 mm sein und bevorzugt zwischen 2 mm und 5 mm breit sein. Mit einem derartigen Spalt ist die Planlage besonders gut, da auch ein zeitverzögerter Ausgleich der Feuchte im befeuchteten Bedruckstoff nicht zu Verwerfungen führt.
- Die Befeuchtung des Bedruckstoffes nach der Applikation der Applikationselemente hat zwei Auswirkungen. Zum einen quillt der befeuchtete Bedruckstoff. Zum anderen wird er an der Oberfläche deutlich aufgerauht. Die Quellwirkung tritt aufgrund der genannten Ausbreitung der Feuchtigkeit im Bedruckstoff in einem Bereich auf, der etwas größer ist, als der ursprünglich befeuchtete Bereich. Für die Aufrauhung gilt dies nach derzeitigem Kenntnisstand nicht. Ein mit dem genannten Spalt zwischen Befeuchtungsbereich und Applikationselement hergestelltes Wertdokumentsubstrat hat deshalb einen ganz charakteristischen Unterschied zwischen Aufquellung und aufgerauhter Oberfläche. Der von der Aufrauhung betroffene Bereich ist kleiner als der Quellbereich, in dem die Dickenänderung eintrat.
- Als Wiederbefeuchten wird allgemein und vorliegend ein Feuchtigkeitsverluste des Bedruckstoffes ausgleichendes bzw. ein die Feuchte des Bedruckstoffes auf einen vorgegebenen Wert einstellendes Aufbringen von Feuchtigkeit, insbesondere Wasser, bezeichnet. Die Feuchte des Bedruckstoffes wird durch das Wiederbefeuchten insbesondere auf ein für die Weiterverarbeitung als Bahn geeigneten vorgegebenen Wert eingestellt.
- Es ist bekannt, Applikationselemente in Vertiefungen einzubringen, um eine plane Oberfläche zu fördern. Bevorzugt besteht dann zwischen befeuchtetem Bereich und der für das Applikationselement vorgesehenen Vertiefung ein Abstand, insbesondere ein Spalt mit den bereits genannten Abmessungen.
- Das vorliegende Vorgehen zeigt eine besonders deutliche Wirkung beim Applizieren von folienbasierten Applikationselementen. Grundsätzlich ist eine Anwendung des Vorgehens in gleicher Art denkbar, wenn andere wasserundurchlässige Applikationselemente appliziert werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in Ausführungsbeispielen beispielhalber noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- Fig. 1
- eine Schemadarstellung einer Folienapplikatormaschine ,
- Fig. 2
- eine Ausführungsform für eine Wiederbefeuchtungseinrichtung, die in der Folienapplikatormaschine vorgesehen ist,
- Fig. 3
- eine Ausführungsform für eine Übertragungswalze der Wiederbefeuchtungseinrichtung der
Fig. 2 , - Fig. 4
- eine alternative Ausführungsform der Wiederbefeuchtungseinrichtung,
- Fig. 5
- eine in der Wiederbefeuchtungseinrichtung der
Fig. 4 verwendete Zonenblende und deren Zusammenwirkung mit einer Übertragungswalze der Wiederbefeuchtungseinrichtung, - Fig. 6
- eine Schnittdarstellung durch Banknotenpapier zur Verdeutlichung der Lage applizierter Applikationselemente,
- Fig. 7
- eine Schnittdarstellung ähnlich der
Fig. 6 mit der Veranschaulichung einer strukturierten Befeuchtung, welche am Banknotenpapier ausgeführt wird, - Fig. 8
- eine Darstellung ähnlich der
Fig. 7 zur Verdeutlichung eines Nachquellbereichs, der durch eine strukturierte Befeuchtung des Banknotenpapiers erreicht wurde, - Fig. 9
- eine Darstellung ähnlich der
Fig. 7 , wobei ein befeuchteter Bereich einen Abstand zum Applikationselement hält und - Fig. 10
- eine Schnittdarstellung ähnlich der
Fig. 8 zur Veranschaulichung der Aufrauhwirkung und der Quellwirkung der Befeuchtung. -
Fig. 1 zeigt schematisch eine Folienapplikatormaschine 1, die eine auf einer Zufuhrrolle 2 bereitgestellte Bahn 3 längs einer Förderrichtung 4 fördert und durch Folienapplikation ein Banknotenpapier 5 erzeugt, das zur weiteren Bearbeitung, insbesondere zum weiteren Bedrucken vorgesehen und ausgebildet ist. Es wird im Folgenden als Beispiel ein Applikationselement mit Folie, ein Folienelement, verwendet. Applikationsmaschinen für Streifen oder Patches als Applikationselemente mit und/oder ohne eigene Folie sind bekannt. Auf einem Zwischenträger oder eigenständig vorhandene Applikationselemente werden auf eine Bahn appliziert. Die Folienapplikatormaschine 1 ist zur Rollenapplikation ausgebildet und verfügt über eine Folienapplikationseinrichtung 6, wie sie beispielsweise aus derDE 102011119213 A1 bekannt ist. Die Folienapplikationseinrichtung 6 bringt auf die Bahn 3 durch Aufdrucken oder Heißapplizieren Sicherheitselemente z. B. in Folienform auf. Dies kann einseitig oder zweiseitig auf der Bahn 3 erfolgen. In Förderrichtung 4 ist der Folienapplikationseinrichtung 6 eine Wiederbefeuchtungseinrichtung 7 nachgeordnet, die vollflächig und in der Regel von beiden Seiten auf die Bahn 3 Feuchtigkeit aufbringt. Dabei handelt es sich üblicherweise um Wasser, das in Regel mit einem Netzmittel versetzt ist. Die Wiederbefeuchtungseinrichtung 7 gleicht eine Austrocknung, die durch die Folienapplikationseinrichtung 6 in der Bahn 3 bewirkt wurde, aus und stellt sicher, dass das Banknotenpapier 5 vor dem Aufrollen auf eine Rolle 8 eine vorgegebene Endfeuchte hat. - Die von der Folienapplikationseinrichtung 6 aufgebrachten Folienelemente sind wasserundurchlässig. Sie decken einen Teil der Bahn 3 ab. Um zu verhindern, dass die Befeuchtung, welche von der Wiederbefeuchtungseinrichtung 7 ausgeführt wird, sich von den Folienelementen ungleichmäßig auf der Bahn 3 verteilt und insbesondere am Rand der Folienelemente eine größere Befeuchtung stattfindet, als an anderen Stellen der Bahn 3, führt die Wiederbefeuchtungseinrichtung 7 eine strukturierte Befeuchtung aus, welche an Lage und Größe der Folienelemente, welche von der Folienapplikationseinrichtung 6 aufgebracht wurden, angepasst ist.
- In einer besonders einfach zu realisierenden und dennoch sehr vorteilhaften Ausführungsform ist die Strukturierung dahingehend angepasst, dass die Abschnitte der Bahn 3, auf denen sich Folienelemente befinden, von der Befeuchtung ausgespart werden. Versiegelnde Abschnitte der Bahn 3, die durch aufgebrachte Folienelemente erzeugt wurden, werden somit nicht mit Feuchtigkeit beaufschlagt, so dass am Rand dieser versiegelnden Elemente keine Feuchteerhöhung stattfindet.
- In einer ersten Ausführungsform ist die Wiederbefeuchtungseinrichtung 7 als Rollenbefeuchtungsanlage ausgebildet, die eine mit feinverteilten Wassertropfen besprühte Übertragungswalze 9 aufweist, welche zusammen mit einer Gegenwalze 10 die zwischen diesen beiden Elementen durchgeförderte Bahn 3 befeuchtet. Die Übertragungswalze 6 wird aus einer Sprüheinrichtung mit einem Sprühstrahl 12 mit Feuchtigkeit beaufschlagt, wobei eine verstellbare Blende 13 vorgesehen ist. Sie schattet den Sprühstrahl 12 über die gesamte Länge der Übertragungswalze 9 teilweise ab, so dass die Blende 13 die Menge an Feuchtigkeit, welche durch den Sprühstrahl 12 auf die Übertragungswalze 9 aufgebracht wird, einstellt.
- In der Ausführungsform der
Fig. 2 sind die Folienelemente streifenförmig. Um die Befeuchtung an diese streifenförmigen Folienelemente, die sich längs der Förderrichtung 4 auf der Bahn 3 erstrecken, anzupassen, weist die Übertragungswalze 9 an ihrem Walzenmantel 14 ringförmige Ausnehmungen 15 auf. Sie sind so tief, dass aus ihnen keine Feuchtigkeit auf die Bahn 3 übertragen werden kann. Somit ist hier längs der Ausnehmung 15 beim Durchlaufen der Bahn 3 keine Übertragung von Feuchtigkeit möglich. Die Lage der Ausnehmungen 15 ist passend zur Längserstreckung der streifenförmigen Folienelemente auf der Bahn 3 eingestellt. - In einer Abwandlung der Bauweise der
Fig. 3 ist die Übertragungswalze 9 für Patch-förmige Folienelemente ausgebildet. Die Ausnehmungen 15 sind dann nicht ringförmig, sondern sind den Folienelementen entsprechende Vertiefungen an der Übertragungswalze 9. Beim Durchlauf der Bahn 3 in der Wiederbefeuchtungseinrichtung 7 wird dann darauf geachtet, dass die Vertiefungen an der Übertragungswalze 9 und die Patch-förmigen Folienelemente auf der Bahn 3 jeweils zueinander passend ausgerichtet sind, während die Bahn 3 an der Wiederbefeuchtungseinrichtung 7 und der Übertragungswalze 9 durchläuft. - Es erübrigt sich zu sagen, dass die Befeuchtungseinrichtung 7 in
Fig. 2 nur schematisch dargestellt ist. Insbesondere ist eine Befeuchtung von der anderen Seite der Bahn 3 in der Figur zur Vereinfachung nicht gezeigt. Dies lässt sich einfach durch eine entsprechende Verdopplung der inFig. 2 gezeigten Elemente erreichen, die derart ausgeführt ist, dass die andere Seite der Bahn 3 befeuchtet wird. -
Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Bauweise, bei der statt der Ausnehmungen 15 eine Zonenblende 16 vorgesehen ist, welche Bereiche auf der Übertragungswalze 9 vor dem Sprühstrahl 12 abschattet, die für die strukturierte Befeuchtung nicht mit Feuchtigkeit versorgt werden sollen. Die Zonenblende 16 ist inFig. 5 schematisch näher gezeigt. Sie umfasst Blendenkörper 17, welche die genannten Stellen auf der Übertragungswalze 9 abdecken. Diese Stellen entsprechen in ihrer Funktion den Ausnehmungen 15 der Bauweise derFig. 3 . Mittels einer Stelleinrichtung 18 kann die Lage der Blendenkörper 17 auf eine konkrete Ausgestaltung der Folienelemente auf der Bahn 3 angepasst werden. Optional sind auch die Blendenkörper in ihrer Position und/oder Ausdehnung verstellbar. In ihrer Wirkung ist die Bauweise derFig. 5 gleich der derFig. 3 , mit dem Unterschied, dass die auszusparenden Bereiche der Bahn 3, die nicht mit Feuchtigkeit befeuchtet werden sollen, nun nicht durch Aussparungen, sondern durch Abschattung der entsprechenden Abschnitte der Übertragungswalze 9 gebildet werden. - In einer nicht separat dargestellten Ausgestaltung ist die Zonenblende 16 bzw. sind deren Blendenkörper 17 gebogen ausgeführt. Die gebogene Zonenblende 16 (bzw. die Blendenkörper 17) folgt der Kontur der Übertragungswalze 9 in einem vorgegebenen Abstand. Insbesondere kann der Radius der Biegung um 1 bis 10 mm, bevorzugt um 2 bis 5 mm, größer als der Radius der Übertragungswalze 9 sein.
- Die von der Rotation der Übertragungswalze 9 unabhängigen Blendenkörper 17 erlauben naturgemäß nur die Aussparung streifenförmiger Bereiche. Möchte man mittels Blenden Patch-förmige Folienelemente von der Befeuchtung aussparen und den restlichen Bereich der Bahn 3 befeuchten, ist eine Abwandlung möglich, dergemäß die Zonenblende 16 durch eine rotierende Blendenwalze ersetzt wird, aus deren Innerem heraus der Sprühstrahl 12 bereitgestellt wird. Er durchstrahlt dann die Blendenwalze. Rotiert man die Blendenwalze passend zur Umlaufgeschwindigkeit der Übertragungswalze 9 und versieht die Blendenwalze mit Abschattungsbereichen, welche den Folienelementen entsprechen, kann man auf diese Weise auch disjunkt angeordnete Folienelemente in Form von Patches von der Befeuchtung aussparen.
- Weitere Möglichkeiten, die strukturierte Befeuchtung zu erreichen, bestehen darin, die Übertragungswalze 9 mit beheizten Zonen zu versehen, die in Form und Größe auf die Folienelemente abgestimmt sind. Diese beheizten Zonen nehmen dann weniger oder keine Feuchtigkeit auf, so dass die Folienelemente von der Befeuchtung ausgespart sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, geeignete hydrophile/hydrophobe Bereiche auf der Übertragungswalze 9 vorzusehen oder elektrostatisch gesteuerte Bereiche. In beiden Fällen ist die Übertragungswalze 9 dann so ausgebildet, dass sie an Bereichen, welche den Folienelementen auf der Bahn 3 entsprechen, keine Feuchtigkeit oder weniger Feuchtigkeit aufnimmt und damit die Bahn 3 strukturiert abgestimmt auf Lage und Größe der Folienelemente befeuchtet.
- Anstatt die Übertragungswalze 9 strukturiert mit Feuchte zu versorgen, ist es auch möglich, die Übertragungswalze 9 zuerst vollständig zu befeuchten und dann strukturiert zu entfeuchten, wie dies in anderem Zusammenhang in der
WO 2012/146263 A1 beschrieben ist. -
Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Bahn 3 nach dem Durchlauf durch die Folienapplikationseinrichtung 6 und vor Durchlauf durch die Wiederbefeuchtungseinrichtung 7. In diesem Zustand ist auf dem die Bahn 3 bildenden Bedruckstoff 19 bereits ein in diesem Ausführungsbeispiel als Längsstreifen ausgebildetes Folienelement 20 aufgebracht.Fig. 9 zeigt in einer ähnlichen Schnittdarstellung die strukturierte Befeuchtung, die so gestaltet ist, dass ein befeuchteter Bedruckstoff 21 ausschließlich dort erzeugt wird, wo sich kein Folienelement 20 befindet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Wiederbefeuchtungseinrichtung 7 Feuchtigkeit in Befeuchtungsbereichen 22 aufbringt, nicht jedoch in einem ausgesparten Bereich 23, der auf das Folienelement 20 abgestimmt ist. In der Ausführungsform derFig. 7 entspricht der ausgesparte Bereich 23 genau der Fläche der Bahn 3, die vom Folienelement 20 abgedeckt wird, so dass im Banknotenpapier 5 der befeuchtete Bedruckstoff 21 zum Rand der Folienelemente 20 hin nicht mit größeren Feuchtigkeitsmengen befeuchtet ist, als im restlichen befeuchteten Bedruckstoff 21. -
Fig. 8 zeigt die Auswirkung dieser Maßnahme. Durch die Befeuchtung mit Feuchtigkeit quillt der Bedruckstoff 21. Da die Beaufschlagung im befeuchteten Bedruckstoff 21 mit Feuchtigkeit homogen ist und keine überschüssige Feuchtigkeit vom feuchtigkeitsundurchlässigen Folienelement 23 zu dessen Rand in den Bedruckstoff 19 abläuft, ergibt sich eine Aufquellung 24, die über den gesamten Befeuchtungsbereich 22 homogen ist. Dadurch ist, wieFig. 8 zeigt, die Planlage an der Ober-und Unterseite des Banknotenpapiers 5 deutlich verbessert. Es ergeben sich keine Dickenüberhöhungen im Banknotenpapier 5, insbesondere nicht am Rand des Folienelementes 20. - Ein übermäßiges Aufquellen am Rand des Folienelementes 20 würde zudem die Gefahr mit sich bringen, mit dem bloßen Auge nicht erkennbare Mikrorisse an der Grenze zwischen Bedruckstoff 19 und Folienelement 20 zu erzeugen oder die Anbindung des Folienelementes an den Bedruckstoff 19 zu stören. Diese Probleme sind durch die strukturierte Befeuchtung gleichermaßen vermieden.
- In der Darstellung der
Fig. 6 bis 8 befindet sich auf beiden Seiten der Bahn 3 und damit des Banknotenpapiers 5 jeweils ein Folienelement 20. Die Befeuchtung ist demgemäß auch beidseitig ausgeführt. Dies ist jedoch nicht zwingend. Es ist gleichermaßen möglich, die Folienelemente 20 nur auf einer Seite oder zumindest nicht gegenüberliegend für das Banknotenpapier 5 vorzusehen. In diesen Fällen ist die strukturierte Befeuchtung an Vorder- und Rückseite der Bahn entsprechend abgestimmt. -
Fig. 9 zeigt exemplarisch eine Situation, in der ein Folienelement 20 nur auf einer Seite des Banknotenpapiers vorgesehen ist. Aufgrund der Befeuchtung von der anderen Seite stellt sich damit befeuchteter Bedruckstoff 21 auch unterhalb des Folienelementes 20 ein. Die schematische Darstellung inFig. 9 zeigt eine scharfe Grenze für den befeuchteten Bedruckstoff 21. Dies ist lediglich der Anschaulichkeit der Zeichnung halber so gewählt. Tatsächlich wird die Feuchte im Bedruckstoff 19 keine scharfe Grenze ausbilden und beispielsweise kontinuierlich zu der Unterseite des Folienelementes 20 hin abnehmen. -
Fig. 9 zeigt weitere Merkmale, die optional für die strukturierte Befeuchtung verwendet werden können, ohne dass sie auf ein einseitig aufgebrachtes Folienelement 20 eingeschränkt wäre. Ein erstes Merkmal ist darin zu sehen, dass der ausgesparte Bereich 23 größer ist als das Folienelement 20. Dadurch stellt sich zwischen Befeuchtungsbereich 22 und Folienelement 20 ein Abstandsbereich 25 ein, in dem keine Feuchtigkeit aufgebracht wird. Durch eine laterale Diffusion, die in bestimmten Materialien für Banknotenpapiere 5 oder Wertdokumentsubstrate stattfindet, wird dennoch eine gleichmäßige Befeuchtung erreicht, insbesondere die inFig. 8 angedeutete Aufquellung. - Ein weiteres optionales Merkmal, das in
Fig. 9 dargestellt ist, ist das Anordnen des Folienelementes 23 in einer Vertiefung, die in der Regel produktionstechnisch bedingt etwas größer ist als das Folienelement 20 selbst. Durch diese Vertiefung ist die zur Dickenegalisierung erforderliche Aufquellung geringer. -
Fig. 10 zeigt eine Eigenschaft des Banknotenpapiers 5, wenn der ausgesparte Bereich 23 etwas größer ist als das Folienelement 20. Aufgrund der bereits erwähnten lateralen Ausbreitung der Feuchtigkeit im Bedruckstoff 19, findet dann ein Aufquellen bis zum Rand des Folienelementes 20 statt. Gleichzeitig hat Befeuchtung aber auch die Auswirkung, dass die Oberfläche des Bedruckstoffes 19 aufgeraut wird. Eine solche Aufrauhung 26 erstreckt sich jedoch nur über den Befeuchtungsbereich 22. Sie ist anders als die Aufquellung 24 nicht lateral vergrößert. Ein Banknotenpapier 5, das mit strukturierter Befeuchtung unter Verwendung eines Abstandsbereiches 25 rund um das Folienelement 20 hergestellt wurde, zeigt also ganz charakteristisch eine Aufrauhung 22, die einen kleineren Bereich abdeckt als die gleichermaßen durch die Befeuchtung erzeugte Aufquellung 24. - Durch die strukturierte Befeuchtung ist erreicht, dass das Wertdokumentsubstrat am Rand zum Folienelement keine Dickenüberhöhung zeigt. Dieser Zustand ist nicht nur nach dem Aufwickeln auf die Rolle 8 gegeben, sondern bleibt auch in späteren Bearbeitungszuständen erhalten.
-
- 1
- Druckmaschine
- 2
- Zufuhrrolle
- 3
- Bahn
- 4
- Förderrichtung
- 5
- Banknotenpapier
- 6
- Folienapplikationseinrichtung
- 7
- Wiederbefeuchtungseinrichtung
- 8
- Rolle
- 10
- Gegenwalze
- 9
- Übertragungswalze
- 11
- Sprüheinrichtung
- 12
- Sprühstrahl
- 13
- Blende
- 14
- Walzenmantel
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Zonenblende
- 17
- Blendenkörper
- 18
- Stelleinrichtung
- 19
- Bedruckstoff
- 20
- Applikationselement
- 21
- befeuchteter Bedruckstoff
- 22
- Befeuchtungsbereich
- 23
- ausgesparter Bereich
- 24
- Aufquellung
- 25
- Abstandsbereich
- 26
- Aufrauhung
Claims (15)
- Verfahren zum Wiederbefeuchten einer Bahn (3) eines Bedruckstoffes (19) nach einer Applikation von wasserundurchlässigen Applikationselementen(20), dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtung strukturiert ausgeführt wird, wobei die Strukturierung an Lage und Größe der Applikationselemente (20) angepasst ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche (23), in denen die Applikationselemente (20) auf die Bahn (3) aufgebracht sind, bei der Befeuchtung ausgespart werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befeuchten eine mit Feuchtigkeit beaufschlagte Übertragungswalze (9) verwendet wird, deren Walzenmantel (14) an Stellen, welche den auszusparenden Bereichen (23) entsprechen, Ausnehmungen (15) aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befeuchten eine Übertragungswalze (9) verwendet wird und diese strukturiert mit Feuchtigkeit versorgt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgesparten Bereiche (23) größer sind als die Applikationselemente (20), so dass zwischen befeuchteten Bereichen (22) und den Applikationselementen (20) ein Spalt besteht, der insbesondere max. 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 5 mm breit ist.
- Vorrichtung zum Wiederbefeuchten einer Bahn (3) eines Bedruckstoffes (19) nach einer Applikation von wasserundurchlässigen Applikationselementen (20), wobei die Vorrichtung eine Feuchteversorgungseinrichtung (11) und eine davon mit Feuchtigkeit versorgte Übertragungswalze (9) aufweist, welche Feuchtigkeit auf die Bahn (3) überträgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Übertragungswalze (9) einen mit der Bahn (3) in Kontakt tretenden Walzenmantel (14) aufweist, der bezüglich der Belegung mit Feuchtigkeit strukturiert ist, so dass die Vorrichtung (7) die Bahn (3) strukturiert befeuchtet, wobei die Strukturierung an Lage und Größe der Applikationselemente angepasst ist. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche (23), in denen die Applikationselemente (20) auf die Bahn (3) aufgebracht sind, bei der Übertragung der Feuchtigkeit ausspart.
- Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (14) an Stellen, welche den auszusparenden Bereichen (23) entsprechen, Ausnehmungen (15) hat und so dort nicht in Kontakt mit der Bahn (3) tritt.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchteversorgungseinrichtung (11) den Walzenmantel (14) der Übertragungswalze (9) strukturiert mit Feuchtigkeit beaufschlagt.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchteversorgungseinrichtung (11) eine Feuchtigkeit auf die Übertragungswalze (9) sprühende Sprüheinrichtung (11) und eine der Sprüheinrichtung (11) nachgeordnete Zonenblende (16) aufweist, wobei die Zonenblende (16) Blendenkörper (17) umfasst, die Stellen des Walzenmantels (14), welche den auszusparenden Bereichen (23) entsprechen, abschattet.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgesparten Bereiche (23) größer sind als die Applikationselemente (20), so dass zwischen befeuchteten Bereichen (22) und den Applikationselementen (20) ein Spalt besteht, der insbesondere max. 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 5 mm breit ist.
- Wertdokumentsubstrat, insbesondere zur Herstellung eines Wertdokuments, einer Banknote oder dgl., aus einem Bedruckstoff (19), wobei an einer Oberfläche des Substrats (5) mindestens ein wasserundurchlässiges Applikationselement (20) appliziert ist und das Substrat (5) durch eine Befeuchtung des Bedruckstoffs (19) nach der Applikation des mindestens einen Applikationselements (20) einen Quellbereich (22) aufweist, in dem der Bedruckstoff (19) aufgequollen und so eine Dicke des Bedruckstoffs (19) erhöht ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Quellbereich (22) an das Applikationselement (20) ohne lokal stärkeres Aufquellen und dadurch verursachte Dickenüberhöhung angrenzt. - Wertdokumentsubstrat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Oberfläche einen Aufrauhbereich (26) aufweist, der ebenfalls durch die Befeuchtung des Bedruckstoffs (19) nach der Applikation des mindestens einen Applikationselements (20) erzeugt ist, wobei der Aufrauhbereich (26) kleiner ist als der Quellbereich (22), so dass zwischen Applikationselement (20) und Aufrauhbereich (26) ein Spalt besteht, der insbesondere max. 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 5 mm breit ist.
- Wertdokumentsubstrat nach Anspruch 12 oder 13, hergestellt nach einem der Verfahren 1 bis 5.
- Wertdokument, hergestellt aus einem Wertdokumentsubstrat nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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