EP3446885A1 - Sicherheitselement für verpackungen und verfahren zur erzeugung eines sicherheitselements mit hoher randkantenschärfe bei im tiefdruck erzeugten druckelementen - Google Patents

Sicherheitselement für verpackungen und verfahren zur erzeugung eines sicherheitselements mit hoher randkantenschärfe bei im tiefdruck erzeugten druckelementen Download PDF

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Publication number
EP3446885A1
EP3446885A1 EP17001433.6A EP17001433A EP3446885A1 EP 3446885 A1 EP3446885 A1 EP 3446885A1 EP 17001433 A EP17001433 A EP 17001433A EP 3446885 A1 EP3446885 A1 EP 3446885A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
halftone
security
security element
threshold
fractal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17001433.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tanja Rittner
Peter Reich
Johann Rodler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Constantia Pirk GmbH and Co KG
Original Assignee
Constantia Hueck Folien GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Constantia Hueck Folien GmbH and Co KG filed Critical Constantia Hueck Folien GmbH and Co KG
Priority to EP17001433.6A priority Critical patent/EP3446885A1/de
Priority to PCT/EP2018/000344 priority patent/WO2019037887A1/de
Publication of EP3446885A1 publication Critical patent/EP3446885A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a high marginal edge sharpness in printing elements produced in gravure printing, in particular filigree elements such as letters, characters, motifs, symbols and the like, which simultaneously have an anti-counterfeiting protection.
  • the method should be able to be used in particular for the production of packaging, for example flexible packaging films, plastic containers and container covers and the like.
  • the outline is usually introduced in its definition already in the electronic image processing.
  • elements that are to be provided with a grid are defined with ⁇ 95% and the outline area, ie the area with a sharp edge at 100%.
  • the sharp edge usually has a width of 1 to 20 ⁇ m depending on the requirements, in most cases outlines of a width of 5 to 10 ⁇ m are produced.
  • a native file produced in the usual Illustrator, ArtPro or PACKZ or similar program is converted into an EPS file and converted into an Opo file. This conversion is necessary to perform the splitting function between grid area ( ⁇ 95%) and outline (100%) automatically. However, this function is only applicable to linework elements (stroke elements) and not to halftone elements.
  • the opacity mask is a simplistic image-shaping tool that greatly simplifies the creation of data files, so that this feature should also be preserved in image processing.
  • EP 0477442A For example, there is known a method of making such a sharp border or outline in letters, wherein the outline of the letters is formed by continuous groove-shaped cells and the inner area of the letters by punctate cells.
  • the corresponding printing tool is produced by laser engraving.
  • the outline (the sharp edge) is introduced into the vector data.
  • Out JP 3829216 B A method for producing an outline is known in which a line drawing template is integrated in a bitmap image by means of a high-resolution flatbed scanner. The outline of a line drawing image is then provided as vector data and the printing tool is produced accordingly.
  • the object of the invention was to provide a security element and a method of producing it, which has sharp edges (outlines) of printing elements, in particular halftone elements, which are produced in the intaglio printing method, and optionally additionally a forgery-proof feature is produced.
  • the method should be particularly suitable for the production of packaging, in particular flexible packaging films of plastics or metallic foils, plastic containers and container covers made of plastic films or metallic or metallized carrier substrates.
  • the invention therefore provides a security element for packaging, wherein the security element has a carrier substrate, characterized in that the security element is a printed security feature in the form of letters, logos, characters, numbers, symbols, motifs and the like, wherein the security feature is present as a halftone element and has at least partially a sharp edge (outline) has formed and the security element may have a fractal halftone image as another security feature.
  • the security element according to the invention has on a Strombtrat at least one printed security feature that is generated by gravure printing or another known printing method, such as flexo, offset, screen, digital printing or the like.
  • flexible carrier films are preferably plastic films, for example, PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC , PTFE, ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), PTFE (polytetrafluoroethylene), PVF (polyvinyl fluoride), PVDF (polyvinylidene fluoride), and EFEP (ethylene-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene fluoropolymer).
  • the carrier films preferably have a thickness of 5 to 700 .mu.m, preferably 5 to 200 .mu.m, particularly preferably 5 to 50 .mu.m.
  • thermally activated paper or composites with paper such as composites with plastics having a basis weight of 20 - 500 g / m 2 , preferably 40 - 200 g / m 2 . be used.
  • woven or nonwovens such as continuous fiber webs, staple fiber webs and the like, which may optionally be needled or calendered, may be used as the carrier substrates.
  • fabrics or webs of plastics such as PP, PET, PA, PPS and the like, but it can also be woven or nonwovens made of natural, optionally treated fibers, such as viscose fibers are used.
  • the nonwovens or fabrics used have a weight per unit area of about 20 g / m 2 to 500 g / m 2 . If necessary, the nonwovens or fabrics must be surface-treated.
  • the carrier substrate is printed, for example by gravure printing with at least one security feature.
  • a security feature fragile elements in the form of letters, logos, characters, numbers, symbols, motifs and the like are preferably suitable.
  • a TIFF file is created in electronic image processing.
  • this has a resolution of 320 to 25600 dpi, more preferably 3200 to 12800 dpi.
  • a threshold is then defined, from which on the halftone element a sharp edge (outline) is added.
  • the threshold is preferably 90-95%.
  • a halftone element has information between 0 and 100%. In the range between 96 and 100%, no visual difference is generally discernible. For example, this range is calculated at 95%. As a result, no visual difference is recognizable, the image information contained in the range of 96-100% is compressed so to speak, whereby a sharp edge is formed.
  • the halftone element may be a halftone image and / or a text consisting of letters, numbers or the like.
  • two threshold values are defined, on the one hand the upper limit for full-tone representation, and on the other hand the lower limit for white.
  • the threshold values are dependent on the saturation of the image content, in particular on the expression of the black channel.
  • the Line width for the fractal halftone image which is finally in the form of a line image defined.
  • a corresponding data file is created in the electronic image processing with the elements to be printed, wherein for the sharp edge or even for the representation of a fractal halftone image, the half-tone representation is converted into a stroke representation.
  • the fractal halftone image is preferably created from a motif or from an image.
  • individual motifs can be processed according to customer requirements.
  • individual fractal halftone images can be created, which are then unique, for example, for a specific packaging.
  • an increased security against counterfeiting is achieved, the fractal halftone image is then clearly attributable, for example, to a defined packaging for a defined product.
  • the choice of the threshold value also depends on the chosen motif. In general, it is advantageously placed in the area where the main modulation is to be found.
  • the proof of a forgery of the fractal half-image can be done in a simple manner.
  • the fractal image is scanned in with a high resolution scanner and the pixels of that image are compared to the pixels of the original image using conventional comparison software such as Esko Graphics Viewer, Global Vision, EyeC, Gradient Pixelproof or the like.
  • conventional comparison software such as Esko Graphics Viewer, Global Vision, EyeC, Gradient Pixelproof or the like.
  • a method is preferably used in which a corresponding printing cylinder with the aid of the laser or Electron beam technology according to the desired patterns, images, lines, letters, shapes and the like is illustrated.
  • the data file produced as described above is then exposed to a prepared printing cylinder in a corresponding exposure system.
  • a gravure cylinder with a core of iron tube with wall thickness about 20 mm and the following layers: 5-7 microns nickel layer, about 300 microns copper layer; existing photosensitive layer with the corresponding patterns; Shapes, lines, letters in the form of the previously defined grid are illustrated, developed and etched.
  • the coating of the cylinder is carried out in the usual way with a Kunststoffübertragungsrad, or by spraying, rolling, brushing, dipping, or by a curtain coating method, preferably in a layer thickness of 2-10 microns with a commercially available photosensitive composition-for example, LD 100, Fa. OHKA Kogyo Ltd or TSER-2104 E4 Fa. Think Laboratory.
  • a commercially available photosensitive composition for example, LD 100, Fa. OHKA Kogyo Ltd or TSER-2104 E4 Fa. Think Laboratory.
  • compositions are also suitable. It is then exposed directly and / or then the cylinder is provided with an overcoat with a layer thickness of 1 - 5 microns, for example with OC-40 (OHKA Kogyo Ltd) or with an analogous similar commercially available composition.
  • the development takes place after the exposure in the usual manner, for example, contactless with sodium carbonate (0.5% solution), this is usually followed by a cleaning process with water, after which the cylinder is dried.
  • the image, patterns, shapes and the like defined by the laser or electron beam imaging become visible the surface of the cylinder is reflected.
  • the etching can be carried out in various ways, for example by means of a Fe (III) chloride solution or a Cu (II) chloride solution, optionally with the addition of HCl or H2SO4. If appropriate, commercially available and known additives for flank protection can also be added to the etching solution.
  • the duration of the action of the etchant depends on the etchant used and is for example when using a Cu-chloride solution with the addition of an acid about 90-2400 sec.
  • the cylinder looks blunt and visually dark after the etching process.
  • a surface treatment with electrolytic or chemical shining the impression structure can be refined and a brilliant surface can be produced.
  • the engraving stylus is preferably a diamond stylus.
  • symmetrically ground diamond styluses are used for producing the surface structures of an embossing tool, the styluses each being symmetrically usually at an angle of 90 °.
  • 105 deg., 110 deg. , 120 deg. , 130 deg. or 140 deg. is ground.
  • small wells are engraved into the cylinder (for example, a copper cylinder) with this engraving stylus.
  • the engraving stylus is installed by all manufacturers of engraving machines (e.g., Ohio Engravers, Hell, Daetwyler) in an engraving head to which 2 different control units are attached.
  • the actuator for the engraving depth is controlled by an applied DC voltage.
  • the frequency of cell production is controlled by an applied AC voltage.
  • the engraving heads work between 2800 and 15000 Hz. That is, the engraving machine is able to beat 8000 cells at 8000 Hz into the copper cylinder.
  • the depth of the wells is controlled by the intensity of the DC voltage.
  • a 256 stripe mode (8 bit) is preferably used. This enables the generation of different color strengths in 256 steps.
  • the corresponding angles of the stylus are selected depending on the above-mentioned desired properties of the desired structure.
  • the AC voltage can be deactivated or modulated.
  • the modulation of the AC voltage can be modulated amplitude or envelope curves. This makes it possible by modulation of the DC voltage different depths, for example, in 256 different depths to introduce into the cylinder: Through this modification no longer arranged in the grid cells are generated, but the cylinder is structured. As a result, the corresponding webs can be introduced in point form.
  • the gravure tool can be produced on a known engraving system, for example on an Ohio or Hell engraving system.
  • a TransScribe Intagliokopf or xtreme engraving head with DC voltage control used.
  • the usually present alternating voltage supply to the engraving head can be deactivated or modulated.
  • the cylinder may then be nickel plated or chrome plated in the usual way.
  • a surface treatment with the electrolytic or chemical shining refines the impression structure and produces a brilliant surface.
  • Such a printing cylinder can also be produced in a direct laser or electron beam process.
  • a suitable printing surface e.g. Chromium, copper, nickel, zinc, as well as plastic, elastomers or polymer surfaces etc. are irradiated with the help of a high-energy beam and the material is removed directly.
  • the laser beams are equipped with a beam width of 10 microns.
  • the halftone elements are introduced by means of engraving and the line elements by means of laser on the printing tool, but also a different combination or mixture technically and procedurally possible.
  • FIG. 1 the formation of a sharp edge is shown.
  • FIG. 2 a fractal halftone image serving as an additional security element is shown. It shows Fig. 2a the original image, which in this case is a collection of potato chips.
  • the Figures 2b, 2c and 2d show fractal halftones made from the original image. Different line weights were defined. For the picture in FIG. 2b was a line thickness of 0.006 mm, for the picture in Fig. 2c a line thickness of 0.03 mm and for the picture in Figure 2d defined a line thickness of 0.04 mm. Other line weights can be defined, for example, a line thickness of 0.060 mm.

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  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Verpackungen, wobei das Sicherheitselement ein Trägersusbtrat aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein gedrucktes Sicherheitmerkmal in Form von Buchstaben, Logos, Zeichen, Zahlen, Symbolen, Motiven und dergleichen, wobei das Sicherheitsmerkmal als Halbtonelement vorliegt, das zumindest bereichsweise eine scharfe Randkante (Outline) ausgebildet hat und das Sicherheitselement ein fraktales Halbtonbild als weiteres Sicherheitsmerkmal aufweist sowie ein Vefahren zur dessen Herstellung

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer hohen Randkantenschärfe bei im Tiefdruck erzeugten Druckelementen, insbesondere filigranen Elementen, wie Buchstaben, Zeichen, Motiven, Symbolen und dergleichen, die gleichzeitig einen Fälschungsschutz aufweisen. Das Verfahren soll insbesondere für die Herstellung von Verpackungen, beispielsweise flexiblen Verpackungsfolien, Kunststoffbehältern und Behälterabdeckungen und dergleichen eingesetzt werden können.
  • Druckelemente, die im Tiefdruck, insbesondere im Premium-Tiefdruck hergestellt werden, müssen schon aus optischen Gründen eine scharfe Randkante (Outline) aufweisen. Dies gilt insbesondere bei fragilen Druckelementen, wie Buchstaben, Zeichen, Symbolen, Zahlen, aber auch bei Motiven. Bei der mechanischen Gravur der Druckzylinder unter Verwendung von Diamantsticheln entstehen jedoch bei der Wiedergabe der Rasterauflösung sägezahnähnliche Randlinien. Diese entstehen dadurch, dass die Zeichen bzw. die Linien und Elemente eines Druckbildes in einzelne Punkte zerlegt werden. Somit setzt sich eine Linie aus vielen Punkten zusammen, die am Rand einen Sägezahneffekt aufweisen.
  • Die Outline wird in ihrer Definierung üblicherweise bereits in der elektronischen Bildverarbeitung eingebracht. Dabei werden Elemente, die mit einem Raster versehen werden sollen, mit ≤ 95% definiert und der Outlinebereich, also der Bereich mit einer scharfen Randkante mit 100%.
    Die scharfe Randkante hat je nach Anforderung üblicherweise eine Breite von 1 bis 20 µm, in den meisten Fällen werden Outlines einer Breite von 5- 10 µm erzeugt.
  • Bei der elektronischen Bildverarbeitung wird beispielsweise ein im üblichen Illustrator, ArtPro oder PACKZ oder ähnlichem Programm erzeugtes native File in eine EPS File umgewandelt und in ein Opo File konvertiert. Diese Konvertierung ist notwendig um die Funktion der Splittung zwischen Rasterbereich (≤ 95%) und Outline (100%) automatisch durchzuführen. Allerdings ist diese Funktion nur auf Linework - Elemente (Strichelemente) und nicht auf Halbtonelemente anwendbar.
  • Außerdem wurde mit der Einführung einer neuen Funktion in die elektronische Bildverarbeitung, nämlich der Opazitätsmaske, die automatische Erstellung einer Outline unmöglich, da diese Funktion nicht mit den bisher verwendeten Dateiformaten kompatibel ist. Allerdings stellt die Opazitätsmaske ein vereinfachendes Werkzeug zur Bildgestaltung dar, dass die Erstellung von Datenfiles wesentlich vereinfacht, sodass auch diese Funktion in der Bildverarbeitung beibehalten werden soll.
  • Aus EP 0477442 A ist eine Verfahren zur Herstellung einer solchen scharfen Randkante oder Outline bei Buchstaben bekannt, wobei die Outline der Buchstaben durch kontinuierliche rillenförmige Zellen gebildet wird und der innere Bereich der Buchstaben durch punktförmige Zellen. Das entsprechende Druckwerkzeug wird durch Lasergravur herstellt. Hier wird die Outline (die scharfe Randkante) in die Vektordaten eingebracht.
  • Aus JP 3829216 B ist ein Verfahren zur Herstellung einer Outline bekannt, bei dem bei einem Bitmap Bild mittels eines hochauflösenden Flachbettscanners eine Strichzeichnungsvorlage integriert wird.
    Die Outlinie eines Strichzeichnungsbildes wird anschließend als Vektordaten bereitgestellt und entsprechend das Druckwerkzeug hergestellt.
  • Insbesondere bei Verpackungen wird - zusätzlich zur Ausbildung von fragilen Druckelementen, wie Buchstaben, Zeichen, Symbolen, Zahlen, aber auch bei Motiven mit einer scharfen Randkante - großer Wert auf das Vorhandensein von fälschungssicheren Merkmalen gelegt, die eine eindeutige Identifikation von Markenprodukten erlauben und gefälschte Produkte erkennbar machen.
  • Aufgabe der Erfindung war es, ein Sicherheitselement und ein Verfahren dessen Herstellung bereitzustellen, das scharfe Randkanten (Outlines) von Druckelementen, insbesondere Halbtonlementen, die im Tiefdruckverfahren erzeugt werden, aufweist, und ggf. zusätzlich ein fälschungssicheres Merkmal erzeugt wird. Das Verfahren soll insbesondere für die Herstellung von Verpackungen, insbesondere flexiblen Verpackungsfolien aus Kunststoffen oder metallischen Folien, Kunststoffbehältern und Behälterabdeckungen aus Kunststofffolien oder metallischen oder metallisierten Trägersubstraten geeignet sein.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher ein Sicherheitselement für Verpackungen, wobei das Sicherheitselement ein Trägersubstrat aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein gedrucktes Sicherheitmerkmal in Form von Buchstaben, Logos, Zeichen, Zahlen, Symbolen, Motiven und dergleichen, wobei das Sicherheitsmerkmal als Halbtonelement vorliegt und zumindest bereichsweise eine scharfe Randkante (Outline) ausgebildet hat und das Sicherheitselement ggf. ein fraktales Halbtonbild als weiteres Sicherheitsmerkmal aufweist.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung einer hohen Randkantenschärfe bei im Tiefdruck erzeugten Druckelementen, die als Halbtonelemente vorliegen, insbesondere von Sicherheitsmerkmalen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    • Definition eines Schwellenwertes für die Erzeugung einer scharfen Randkante
    • Überführung der Halbtonelemente in Strichelemente
    • Erzeugung einer scharfen Randkante bei Überschreitung des Schwellenwertes
    • ggf. Erzeugung eines Merkmals als fraktale Halbtondarstellung für den Fälschungsschutz.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitselement weist auf einem Trägersusbtrat zumindest ein gedrucktes Sicherheitsmerkmal auf, das im Tiefdruck oder einen anderen Bekannten Druckverfahren, beispielsweise Flexo-, Offset-, Sieb-, Digitaldruck öder dergleichen erzeugt ist.
  • Als Trägersubstrate kommen beispielsweise flexible Trägerfolien vorzugsweise Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC, PTFE, ETFE (Ethylentetrafluorethylen), PTFE (Polytetra-fluorethylen), PVF (Polyvinylfluorid), PVDF (Polyvinylidenfluorid), und EFEP (Ethylen-Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Fluorterpolymer) in Frage.
    Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5 - 700 µm, bevorzugt 5 - 200 µm, besonders bevorzugt 5 - 50 µm auf.
  • Ferner können als Trägersubstrate auch zellstofffreies oder zellstoffhaltiges Papier, thermoaktivierbares Papier oder Verbunde mit Papier, beispielsweise Verbunde mit Kunststoffen mit einem Flächengewicht von 20 - 500 g/m2, vorzugsweise 40 - 200 g/m2. verwendet werden.
  • Ferner können als Trägersubstrate Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt oder kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Gewebe oder Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefasern eingesetzt werden. Die eingesetzten Vliese oder Gewebe weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2 auf. Gegebenenfalls müssen die Vliese oder Gewebe oberflächenbehandelt werden.
  • Das Trägersubstrat wird beispielsweise im Tiefdruckverfahren mit mindestens einem Sicherheitsmerkmal bedruckt.
    Vorzugsweise kommen als Sicherheitsmerkmal fragile Elemente in Form von Buchstaben, Logos, Zeichen, Zahlen, Symbolen, Motiven und dergleichen in Frage.
  • Dabei wird für das zu druckende Element, das als Halbtonelement vorliegt, bei der elektronischen Bildverarbeitung ein TIFF- File erstellt. Vorzugsweise weist dieses eine Auflösung von 320 bis 25600 dpi, besonders bevorzugt 3200 bis 12800 dpi auf.
  • Für die Erzeugung der scharfen Randkante des Sicherheitsmerkmals werden anschließend ein Schwellenwert definiert, ab dem an das Halbtonelement eine scharfe Randkante (Outline) angefügt wird. Dabei beträgt der Schwellenwert vorzugsweise 90 - 95%.
  • Ein Halbtonelement weist eine Information zwischen 0 und 100 % auf. Im Bereich zwischen 96 und 100 % ist im allgemeinen kein visueller Unterschied erkennbar. Dieser Bereich wird beispielsweise rechnerisch auf 95% gebracht. Dadurch ist kein optischer Unterschied erkennbar, die im Bereich von 96 - 100% enthaltene Bildinformation wird sozusagen gestaucht, wodurch eine scharfe Randkante entsteht.
    Das Halbtonelement kann ein Halbtonbild und/oder auch ein Text, der aus Buchstaben, Zahlen oder dergleichen besteht, sein.
  • Zur Herstellung eines fraktalen Halbtonbildes werden zwei Schwellenwerte definiert, einerseits die Obergrenze zur Volltondarstellung, andererseits die Untergrenze zu weiß.
    Die Schwellenwerte sind abhängig von der Sättigung des Bildinhalts, insbesondere von der Ausprägung des Schwarzkanals. Ferner wird die Linienstärke für das fraktale Halbtonbild, das endgültig dann in Form eines Strichbildes vorliegt, definiert.
  • Aus diesen Parametern wird in der elektronischen Bildverarbeitung ein entsprechendes Datenfile mit den zu druckenden Elementen erstellt, wobei für die scharfe Randkante bzw. auch für die Darstellung eines fraktalen Halbtonbildes, die Halbtondarstellung in eine Strichdarstellung überführt wird.
  • Das fraktale Halbtonbild wird vorzugsweise aus einem Motiv bzw. aus einem Bild erstellt. Dadurch können individuelle Motive je nach Kundenwunsch verarbeitet werden. Durch die gewählten Parameter, insbesondere durch die indivduelle Festlegung der Schwellenwerte, können individuelle fraktale Halbtonbilder erstellt werden, die dann beispielsweise für eine bestimmte Verpackung einzigartig sind. Dadurch wird eine erhöhte Fälschungssicherheit erzielt, das fraktale Halbtonbild ist dann eindeutig, beispielsweise einer definierten Verpackung für ein definiertes Produkt zuordenbar.
    Die Wahl des Schwellenwertes ist auch wesentlich vom gewählten Motiv abhängig. Im Allgemeinen wird er vorteilhafterweise in jenen Bereich gelegt, in dem die Hauptmodulation zu finden ist.
  • Der Nachweis einer Fälschung des fraktalen Halbtobildes kann auf einfache Weise erfolgen. Das fraktale Bild wird mit einem hochauflösenden Scanner eingescannt und die Pixel dieses Bild mit den Pixel des Originalbilds mittels einer üblichen Vergleichssoftware, wie beispielsweise Esko Graphics Viewer, Global Vision, EyeC, Gradient Pixelproof oder dergleichen verglichen.
    Bei einer Übereinstimmung von üblicherweise > 80 % kann von der Authentizität des Bildes ausgegangen werden, bei einer Übereinstimmung von < 80% liegt mit einiger Wahrscheinlichkeit eine Fälschung vor.
  • Zur Herstellung eines Druckwerkzeuges wird vorzugsweise ein Verfahren verwendet, bei dem ein entsprechender Druckzylinder mit Hilfe der Laser- oder Elektronenstrahltechnologie entsprechend den gewünschten Mustern, Bildern, Linien, Buchstaben, Formen und dergleichen bebildert wird.
  • Das wie oben beschrieben hergestellte Datenfile wird nun in einem entsprechenden Belichtungssystem auf einen vorbereiteten Druckzylinder belichtet. Beispielsweise wird mit Hilfe eines Laser- oder Elektronenstrahls eine auf dem Zylinder, beispielsweise einem Tiefdruckzylinder mit einem Kern aus Eisenrohr mit Wandstärke etwa 20 mm, und folgenden Schichten: 5-7 µm Nickelschicht, etwa 300 µm Kupferschicht; vorhandene fotoempfindliche Schicht mit den entsprechenden Mustern; Formen, Linien, Buchstaben in Form des vorher definierten Rasters bebildert, entwickelt und geätzt.
  • Die Beschichtung des Zylinders erfolgt auf übliche Weise mit einem Kunststoffübertragungsrad, oder durch Sprühen, Walzen, Streichen, Tauchen, oder mittels eines Vorhangauftragsverfahrens, vorzugsweise in einer Schichtdicke von 2 - 10 µm mit einer handelsüblichen fotoempfindlichen Zusammensetzung -beispielsweise LD 100, Fa. OHKA Kogyo Ltd oder TSER-2104 E4 Fa. Think Laboratory.
  • Es sind aber auch alle anderen bekannten und handelsüblichen Zusammensetzungen geeignet. Es wird dann direkt belichtet und/oder anschließend wird der Zylinder mit einem Overcoat mit einer Schichtdicke von 1 - 5 µm versehen, beispielsweise mit OC-40 (Fa. OHKA Kogyo Ltd) oder mit einer analogen ähnlichen handelsüblichen Zusammensetzung.
  • Die Entwicklung erfolgt nach der Belichtung auf übliche Weise, beispielsweise kontaktlos mit Natriumcarbonat (0,5% Lösung), daran schließt üblicherweise ein Reinigungsvorgang mit Wasser an, worauf der Zylinder getrocknet wird.
  • Durch ein anschließendes auf die Laser- bzw. Elektronenstrahlbebilderung folgendes konventionelles Ätzverfahren wird das durch die Laser- bzw. Elektronenstrahlbebilderung definierte Bild, Muster, Formen und dergleichen auf der Oberfläche des Zylinders wiedergespiegelt. Die Ätzung kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise mittels einer Fe(III)chlorid-Lösung oder einer Cu(II)chlorid-Lösung gegebenenfalls unter Zusatz von HCl oder H2SO4. Der Ätzlösung können gegebenenfalls auch handelsübliche und bekannte Additive für den Flankenschutz beigegeben werden.
  • Die Dauer der Einwirkung des Ätzmittels ist abhängig vom verwendeten Ätzmittel und beträgt beispielsweise bei Verwendung einer Cu-Chloridlösung unter Zusatz einer Säure etwa 90- 2400 sec.
  • Es kann aber auch ein elektrochemisches Ätzverfahren verwendet werden.
  • Der Zylinder wirkt nach dem Ätzvorgang stumpf und optisch dunkel. Durch eine Oberflächenbehandlung mit elektrolytischen bzw. chemischen Glänzen kann die Abformstruktur veredelt und eine brillante Oberfläche erzeugt werden.
  • Es sind aber auch alle bekannten Gravurverfahren anwendbar.
  • Der Gravurstichel ist vorzugsweise ein Diamantstichel. Üblicherweise werden symmetrisch geschliffene Diamantstichel zur Herstellung der Oberflächenstrukturen eines Prägewerkzeugs eingesetzt, wobei die Stichel jeweils symmetrisch üblicherweise in einem Winkel von 90 deg. , 105 deg., 110 deg. , 120 deg. , 130 deg. oder 140 deg. geschliffen ist. Üblicherweise werden mit diesem Gravurstichel kleine Näpfchen in den Zylinder (beispielsweise einen Kupferzylinder) graviert. Der Gravurstichel ist bei allen Herstellern von Gravurmaschinen, (z.B. Ohio Engravers, Hell, Dätwyler) in einen Gravurkopf eingebaut, an dem 2 verschiedenen Steuerungseinheiten angebracht sind. Das Stellglied für die Gravurtiefe wird über eine angelegte Gleichspannung angesteuert. Die Frequenz der Näpfchenerzeugung wird über eine angelegte Wechselspannung gesteuert.
  • Je nach Funktion der Gravurmaschine arbeiten die Gravurköpfe zwischen 2800 und 15000 Hz. Das heißt, die Gravurmaschine ist in der Lage bei 8000 Hz, 8000 Näpfchen in den Kupferzylinder zu schlagen. Die Tiefe der Näpfchen wird durch die Intensität der Gleichspannung geregelt. Für die Steuerung der Gleichspannung wird vorzugsweise ein 256 Streifenmodus (8 bit) verwendet. Damit wird die Erzeugung von verschiedenen Farbstärken in 256 Abstufungen möglich.
  • Es können jedoch auch, insbesondere abhängig von der gewünschten Struktur, Tiefe, Abstand und Form der einzelnen Bestandteile der Druck oder auch möglich Präge wirksamen Struktur, asymmetrisch geschliffene Diamantstichel verwendet werden.
  • Dabei werden die entsprechenden Winkel des Stichels abhängig von den oben genannten gewünschten Eigenschaften der gewünschten Struktur gewählt.
  • Ferner kann die Wechselspannung deaktiviert oder moduliert werden. Die Modulation der Wechselspannung kann dabei Amplituden- oder Hüllkurven moduliert erfolgen. Dadurch ist es möglich durch Modulation der Gleichspannung unterschiedlich tiefe Linien, in beispielsweise 256 verschiedenen Tiefen, in den Zylinder einzubringen: Durch diese Modifikation werden nicht mehr im Raster angeordnete Näpfchen erzeugt, sondern der Zylinder wird strukturiert. Dadurch können die entsprechenden Stege in Punktform eingebracht werden.
  • Das Tiefdruckwerkzeug kann auf einem bekannten Gravursystem, beispielsweise auf einem Ohio oder Hell Gravursystem hergestellt werden.
  • Dabei wird z.B. ein TransScribe-Intagliokopf oder xtreme Gravurkopf mit Gleichspannungsansteuerung verwendet. Die üblicherweise vorhandene Wechselspannungszuführung zum Gravurkopf kann deaktiviert bzw. moduliert werden.
  • Anschließend wird der Vorschub des Gravurkopfs berechnet.
  • Durch das Anlegen der Gleichspannung kann nun die gewünschte Struktur, in Abhängigkeit von der Höhe der Gleichspannung des Gravurkopfes in die Beschichtung des Zylinders, in bzw. Nickel, Zink, Kunststoffe, Elastomere, vorzugsweise in eine Kupferbeschichtung eingebracht werden.
  • Gegebenenfalls kann der Zylinder anschließend auf übliche Weise vernickelt oder verchromt werden.
  • Eine Oberflächenbehandlung mit dem elektrolytischen bzw. chemischen Glänzen veredelt die Abformstruktur und erzeugt eine brillante Oberfläche.
  • Weiterhin kann ein solcher Druckzylinder auch in einem direkten Laser- oder Elektronenstrahlverfahren hergestellt werden. Dazu wird eine geeignete Druckoberfläche z.B. Chrom, Kupfer, Nickel, Zink, sowohl auch Kunststoff-, Elastomere bzw. Polymeroberflächen usw. mit Hilfe eines energiereichen Strahles bestrahlt und das Material direkt entfernt. Üblicherweise sind die Laserstrahlen mit einer Strahlbreite von 10 µm ausgestattet. Es können aber auch andere Strahlformen bzw. Strahlgrößen zum Einsatz kommen, beispielsweise 5 µm oder auch 1 µm oder 800 nm (Femtotechnik).
  • Bekannte Verfahren sind z.B. das Scheepers, Hell Celaxy und Dätwyler DLS System. Es können aber auch jederzeit sämtliche andere materialabtragende Strahlungen verwendet werden.
  • Diese vorgenannten Verfahren, Bebilderung, Gravur und Direktbearbeitung, können auch miteinander auf einem Druckwerkzeug kombiniert werden.
  • Bevorzugt werden die Halbtonelemente mittels Gravur und die Strichelemente mittels Laser auf das Druckwerkzeug eingebracht, jedoch ist auch eine andere Kombination oder Mischung technisch und verfahrenstechnisch möglich.
  • In Figur 1 ist die Ausbildung einer scharfen Randkante dargestellt.
  • Dabei ist im Bereich A die Ausbildung der scharfen Randkante, im Bereich B sind die anschließenden Rasternäpfchen des zu druckenden Halbtonelements dargestellt.
  • In Figur 2 ist ein fraktales Halbtonbild, das als zusätzliches Sicherheitselement dient, dargestellt.
    Dabei zeigt Fig. 2a das Originalbild, das in diesem Fall aus eine Ansammlung von Kartoffelchips darstellt. Die Figuren 2b, 2c und 2d zeigen fraktale Halbtonbilder, die aus dem Originalbild hergestellt wurden.
    Dabei wurden unterschiedliche Linienstärken definiert.
    Für das Bild in Figur 2b wurde eine Linienstärke von 0.006 mm, für das Bild in Fig. 2c eine Linienstärke von 0,03 mm und für das Bild in Figur 2d eine Linienstärke von 0,04 mm definiert.
    Es können auch andere Linienstärken definiert werden, beispielsweise eine Linienstärke von 0,060 mm.
  • Durch individuelle Wahl des Motivs aus dem das fraktale Halbtonbild hergestellt wird und durch individuelle Festlegung der Schwellenwerte zu weiß und zu Vollton als Unter- bzw. Obergrenze entstehen so individualisierte Sicherheitsmerkmale.

Claims (11)

  1. Sicherheitselement für Verpackungen, wobei das Sicherheitselement ein Trägersusbtrat aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein gedrucktes Sicherheitmerkmal in Form von Buchstaben, Logos, Zeichen, Zahlen, Symbolen, Motiven und dergleichen, wobei das Sicherheitsmerkmal als Halbtonelement vorliegt, das zumindest bereichsweise eine scharfe Randkante (Outline) ausgebildet hat und das Sicherheitselement ein fraktales Halbtonbild als weiteres Sicherheitsmerkmal aufweist.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbtonelement ein Bildelement und/oder ein Textelement ist.
  3. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfe Randkante (Outline) in Abhängigkeit von der Sättigung des Halbtonelements ab einem Schwellenwert von etwa 90- 95% gebildet ist.
  4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das fraktale Halbtonelement definiert ist durch einen Schwellenwert zur Volltondarstellung als Obergrenze und einen Schwellenwert zu weiß als Untergrenze.
  5. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert in den Berich der Hauptmodulation gelegt wird.
  6. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das fraktale Halbtonbild durch individuelle Definiton der Schwellenwerte ein fälschungssicheres und eindeutig zuordenbares Sicherheitsmerkmal bildet.
  7. Verfahren zur Erzeugung einer hohen Randkantenschärfe bei im Tiefdruck erzeugten Druckelementen, die als Halbtonelemente vorliegen, insbesondere von Sicherheitsmerkmalen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - Definition eines Schwellenwertes für die Erzeugung einer scharfen Randkante in Abhängigkeit von der Bildinformation
    - Überführung der Halbtonelemente in Strichbilder
    - Erzeugung einer scharfen Randkante bei Überschreitung des Schwellenwertes
    - ggf. Erzeugung eines Merkmals als fraktale Halbtondarstellung für den Fälschungsschutz.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert für die auszubildende scharfe Randkante 90- 95% beträgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbtonelement ein Bild oder ein Textelement ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das fraktale Halbtonelement durch einen Schwellenwert zur Volltondarstellung als Obergrenze und einen Schwellenwert zu weiß als Untergrenze definiert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellenwerte für das fraktale Halbtonbild indivuduell definiert werden, wodurch ein fälschungssicheres Sicherheitsmerkmal erzeugt wird.
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