EP3365175A2 - Einrichtungen und verfahren zur herstellung eines sicherheitselements mit einer optisch variablen struktur - Google Patents

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

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EP3365175A2
EP3365175A2 EP16763199.3A EP16763199A EP3365175A2 EP 3365175 A2 EP3365175 A2 EP 3365175A2 EP 16763199 A EP16763199 A EP 16763199A EP 3365175 A2 EP3365175 A2 EP 3365175A2
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EP
European Patent Office
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embossing
sheet
μιη
plate
coating
Prior art date
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Application number
EP16763199.3A
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English (en)
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EP3365175B1 (de
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Max Voit
Peter Franz
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke+Devrient GmbH
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Publication date
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Publication of EP3365175A2 publication Critical patent/EP3365175A2/de
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Publication of EP3365175B1 publication Critical patent/EP3365175B1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F21/00Devices for conveying sheets through printing apparatus or machines
    • B41F21/08Combinations of endless conveyors and grippers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
    • B41F19/02Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations with embossing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44DECORATIVE ARTS
    • B44BMACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02Dies; Accessories
    • B44B5/026Dies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; 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
    • B42D25/00Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/40Manufacture
    • B42D25/405Marking
    • B42D25/425Marking by deformation, e.g. embossing

Definitions

  • the invention relates to the production of security elements with an optically variable structure consisting of a coating with a repeating pattern and a finely textured embossment adapted for coating. More particularly, the invention relates to a method for producing a security element having such an optically variable structure in a sheet-fed press, an associated sheet-fed press, a flexible embossing plate for such a sheet-fed press and a method for producing such a stamping plate.
  • Security documents such as banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other forgery-prone documents, such as passports or other identification documents, are often provided with security elements for the purpose of security, both recognizing a value document as security also allow a verification of the authenticity of the value document and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • Security elements are often used, which are on the one hand machine-readable, on the other hand, however, can also be checked with simple tools or without any aids. Particularly suitable are safety elements that can be identified by users without aids and even in poor lighting conditions and recognized as genuine. In particular, imprints and haptic features that exploit both the visual appearance and the tactility of the security features are suitable here.
  • Such security elements are used, for example, for securing high-quality pharmaceutical products.
  • Applicants' PEAK® feature which is a three-dimensional security feature that is created solely by printing and embossing paper or the paperboard substrate of a package, has been proven in this product area. Filigree optical and tactile elements interlock with each other and create a three-dimensional image that changes depending on the viewing angle.
  • the object of the invention is to specify devices and methods which make it possible to produce security elements with an optically variable structure from a coating having a repeating pattern and a coating-patterned, finely structured embossing in a cost-effective manner and at high processing speeds.
  • the invention initially relates to a method for producing a security element with an optically variable structure in a sheet-fed printing press, in particular a sheet-fed offset printing press, in which a sheet within the sheet-fed press by means of conveyor systems on rotating gripper systems in gripper closure by at least one printing unit and a stamping machine is performed, the sheet is provided in the at least one printing unit with a coating with a repeating pattern, and the signature in the stamping with a is provided with finely structured embossed structure, wherein the finely structured embossed structure and the coating are produced by the guide of the press sheet in the gripper closure matched to each other on the press sheet and form the optically variable structure of the security element to be produced.
  • the sheet can be provided with a monochrome or with a multi-colored, for example, two-, three- or four-color coating, to which the sheet can be passed through two or more printing units.
  • the number of colors can easily be up to 7.
  • the inks may be applied adjacent, overlying or even spaced apart.
  • effect colors such as metal gloss, fluorescent colors, colors with machine-readable features such as Magnetic inks, infrared-absorbing or infrared-transparent inks can be used and combined with conventional inks. Such effect colors can also give the security element machine-readable properties.
  • the coating may be a repeating pattern in one or two spatial directions and may consist of grid-like arranged linear or nonlinear basic elements.
  • Advantagenf örmige basic elements can be straight or curved, in particular wavy.
  • the line widths of line-shaped basic elements are advantageously between 20 ⁇ and 700 ⁇ , preferably between 30 ⁇ and 300 ⁇ and more preferably between 50 ⁇ and 200 ⁇ .
  • Non-linear basic elements may in particular have a round, oval or polygonal limited outline shape.
  • Non-linear basic elements advantageously have an extension between 20 ⁇ and 1000 ⁇ , preferably between 30 ⁇ and 500 ⁇ and more preferably between 50 ⁇ and 400 ⁇ .
  • the finely structured embossed structure is matched to the repeating pattern of the coating, so that the embossed structure and the coating matched to one another form the desired optically variable structure of the security element to be produced.
  • the embossed structure therefore advantageously also consists of linear or non-linear relief elements which repeat themselves in the same one or two-dimensional grid as the basic elements of the coating. Examples of combinations of coating and embossing that can be used advantageously in the context of the invention can be found in the publications WO 97/17211 A1, WO 2002/20280 A1, WO 2004/022355 A2, WO 2006/018232 A2 and WO 2007/093300 Al, the disclosure of which is hereby incorporated by reference insofar is included in the present application. At present, it is preferred that the printed sheet is first provided with the coating and then with the finely structured embossed structure, but it is also possible in principle to provide the printed sheet first with the finely structured embossed structure and only then with the coating.
  • a sheet-fed printing machine in particular a sheet-fed offset printing press
  • the construction of offset printing machines, in particular in row construction, enables passer-friendly printing with a high register embossing requirement. Due to the very flexible handling of the printing units, color and embossing can be quickly responded to in the process if necessary.
  • substrates in particular substrates of natural fibers, cotton, pulp and waste paper come into question. Also composites or pure plastics, which are suitable to preserve imprints permanently, can be used.
  • the substrate thickness is advantageously between
  • the basis weight of the paper is in particular between 40 g / m 2 and 600 g / m 2 , preferably between 50 g / m 2 and 220 g / m 2 , and more preferably between 60 g / m 2 and 150 g / m 2
  • the invention further relates to a sheet-fed printing press, in particular a sheet-fed offset printing press, for printing and embossing printed sheets for producing security elements with an optically variable structure, with at least one printing unit which is designed and furnished, the printed sheets with a coating having a repeating
  • a stamping mill which is designed and arranged to provide the printed sheets with a finely textured embossed structure
  • Conveyor systems for guiding the press sheets within the sheet-fed press on rotating gripper systems in the gripper closure by the at least one printing unit and the embossing unit to produce the finely structured embossed structure and the coating each other on the printed sheet and thereby form the optically variable structure of the security elements to be produced.
  • an embossing cylinder and an impression cylinder form a transfer nip for carrying out and embossing the printed sheets, the embossing cylinder being provided with a flexible, finely structured embossing plate.
  • a stamping plate of the type described in more detail below is used with particular advantage.
  • the impression cylinder is provided in the embossing area with a soft embossing pad, in particular a soft latex cloth. Outside the embossing pad, the impression cylinder is advantageously protected by a protective film against mechanical influences.
  • the invention further comprises a flexible embossing plate for a sheet-fed printing press of the type described above, comprising a plate carrier and a plateau raised with respect to the surface of the plate carrier and provided with a finely textured relief structure.
  • the embossing plate is advantageously made of brass, nickel or polymer, particularly advantageously formed from spring steel.
  • the finely structured relief structure may contain linear or non-linear relief elements.
  • Line-shaped relief elements (engraving lines) can be straight or curved, in particular wavy.
  • Non-linear relief elements may in particular be pyramid-shaped and / or circular-spherical.
  • the relief elements are advantageously repeated in a one- or two-dimensional grid, in particular in the same grid as the basic elements of the coating.
  • the finely textured relief structure of the embossing plate structure depths between 20 ⁇ and 250 ⁇ , preferably between 40 ⁇ and 150 ⁇ , more preferably between 60 ⁇ and 120 ⁇ on.
  • the structural widths of the relief structure are advantageously between 20 ⁇ and 1500 ⁇ , preferably between 40 ⁇ and 1000 ⁇ , more preferably between 60 ⁇ and 500 ⁇ .
  • the aspect ratio, ie the ratio of structure width to structure depth of the finely structured relief structure, is advantageously between 1: 1 and 10: 1, preferably between 1.5: 1 and 3.5: 1.
  • the plate carrier of the embossing plate therefore advantageously has a thickness between 50 ⁇ and 800 ⁇ , preferably between 80 ⁇ and 500 ⁇ , more preferably between 100 ⁇ and 250 ⁇ .
  • a height between 200 ⁇ and 1000 ⁇ , preferably between 300 ⁇ and 750 ⁇ , more preferably between 400 ⁇ and 600 ⁇ , proven.
  • the plateau advantageously has dimensions of up to 25 mm ⁇ 25 mm.
  • the invention also includes a method of manufacturing a flexible die plate of the type described above, wherein a base plate, in particular a spring steel plate is provided, the base plate is etched to form a plate carrier with a raised plateau, and the plateau by milling or action is provided by laser radiation with a finely textured relief structure.
  • a milling for example, it is possible to work with a stylus with an angle of approximately 40 °, so that an engraving depth of 50% of the engraving width results. If the relief structure is generated by the action of laser radiation, the ratio of engraving depth to engraving width can be chosen arbitrarily over a wide range.
  • FIG. 1 schematically in plan view (upper part of the picture) and in cross section (lower part of the picture) more precisely, schematically the construction of a sheet-fed printing press according to the invention
  • FIG. 4 schematically shows the construction of the embossing machine of the sheet-fed printing machine of FIG. 3
  • FIG. 5 shows the embossing plate used in the embossing machine of FIG.
  • FIG. 1 shows schematically an instruction leaflet 10 for a drug which, in addition to the usual content information 12 for authenticity assurance, is provided with an embossed security element 14 with a two-color optically variable structure.
  • FIG. 2 shows the optically variable structure 20 of the security element 14 in plan view (upper part of the image) and in cross section (lower part of the image) to explain the basic structure of security elements produced according to the invention in more detail.
  • the optically variable structure 20 contains, on the one hand, a bicolor coating 22 of the paper substrate 24 of the leaflet 10, which is formed in the form of a repeating line pattern of two differently colored parallel lines 22-1, 22-2.
  • lines 22-1 may be printed in red, lines 22-2 in black.
  • the two-color coating 22 is combined with a finely structured embossed structure 26, which is embossed into the paper substrate 24 in the form of parallel embossing lines 28.
  • the coating 22 and the embossed structure 26 are in this case matched to one another in such a way that the red lines 22-1 lie on the left flanks of the embossing lines 28 in the figure and the black lines 22-2 on the right flanks of the embossing lines 28.
  • the red and black lines 22-1, 22-2 can also each fill the inside of a picture motif, so that when going back and forth not only a color change, but also a motif change occurs.
  • the coincidence of the period lengths of the line pattern and the embossed structure and the exact padding of the two structures results in the optically variable appearance of the security element 14 described above.
  • FIG. 2 is for illustration only, and that in practice a variety of combinations of finely textured embossed structures and coatings having a repeating pattern may be used, as discussed in greater detail above.
  • the paper substrate 24 of the leaflet 10 has a small thickness of only about 60 ⁇ , so that a homogeneous embossing 26 of the thin paper without paper damage in conventional production is not without problems.
  • the security element 14 is therefore produced in a subsequently described sheet-fed printing machine using a specially designed flexible embossing plate.
  • Fig. 3 shows schematically the structure of a sheet-fed printing machine 40 according to the invention with a feeder 42 for sheet feeding, two printing units 44-1 and 44-2 for printing a first and a second color on a supplied printing sheet 50, a stamping mill 46 for producing a finely textured embossing the printed sheet 50, and a boom 48 for stacking the printed and embossed sheet 50.
  • the sheets 50 are guided within the sheet-fed press 40 by means of conveyor systems on rotating gripper systems in the gripper closure by the two printing units 44-1, 44-2 and the embossing unit 46.
  • a printing sheet 50 in the first printing unit 44-1 is printed with a first printing ink, for example red printing ink, and printed in the second printing group 44-2 with a second printing ink, for example black printing ink, thereby producing the two-colored coating 22.
  • a second printing ink for example black printing ink
  • the structure of the embossing unit 46 of the sheet-fed printing machine 40 is shown schematically in more detail in FIG.
  • the embossing unit 46 is in the exemplary embodiment a modified offset printing unit of the sheet-fed printing machine 40, for example, a modified coating unit with ink fountain 60, inking unit 62, dampening unit 64, a printing plate cylinder 66, a stamping cylinder 68 in the form of a modified blanket cylinder and a modified impression cylinder 72nd
  • the original blanket cylinder of the coating unit was modified in that instead of the blanket, a flexible, finely structured embossing plate 70 was mounted around the cylinder 68.
  • the embossing plate 70 includes a fine textured relief structure for producing the desired embossed structure 26 and is described in more detail below.
  • the impression cylinder 72 of the offset printing unit has been modified to form the embossing unit 46, namely by adhering to the impression cylinder 72, a protective film 74, which is replaced in the embossing area by a soft embossing pad in the form of a glued soft latex cloth 76.
  • the embossing cylinder 68 and the impression cylinder 72 form a transfer nip 78 through which the printed sheets 50 are guided and thereby provided with the finely structured embossing 26.
  • Fig. 5 shows the spanned on the embossing cylinder 68 embossing plate 70 in more detail.
  • the plateau 82 can be produced plate, for example, by etching an initially 610 ⁇ thick spring steel.
  • a finely textured relief structure 84 is generated by the action of laser radiation, which corresponds to the negative shape of the desired embossed structure 26.
  • the relief structure 84 consists of a plurality of parallel engraving lines 86 having a period (structure width) of 200 ⁇ m.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bogendruckmaschine (40) zum Bedrucken und Prägen von Druckbogen (50) zur Herstellung von Sicherheitselementen (14) mit einer optisch variablen Struktur (20), mit zumindest einem Druckwerk (44-1, 44-2), das ausgelegt und eingerichtet ist, die Druckbogen (50) mit einer Beschichtung (22) mit einem sich wiederholenden Muster (22-1, 22-2) zu versehen, mit einem Prägewerk (46), das ausgelegt und eingerichtet ist, die Druckbogen (50) mit einer feinstrukturierten Prägestruktur (26) zu versehen, und mit Fördersystemen zum Führen der Druckbogen (50) innerhalb der Bogendruckmaschine (40) an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss durch das zumindest eine Druckwerk (44-1, 44-2) und das Prägewerk (46), um die feinstrukturierte Prägestruktur (26) und die Beschichtung (22) zueinander gepassert auf den Druckbogen (50) zu erzeugen und dadurch die optisch variable Struktur (20) der herzustellenden Sicherheitselemente (14) zu bilden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer optisch variablen Struktur (20) in einer solchen Bogendruckmaschine, eine flexible Prägeplatte (70) für eine solche Bogendruckmaschine und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Prägeplatte.

Description

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

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer optisch variablen Struktur in einer Bogendruckmaschine, bei dem ein Druckbogen innerhalb der Bogendruckmaschine mittels Fördersystemen an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss durch zumindest ein Druckwerk und ein Prägewerk geführt wird, der Druckbogen in dem zumindest einen Druckwerk mit einer Beschichtung mit einem sich wiederholenden Muster versehen wird, und - der Druckbogen in dem Präge werk mit einer feinstrukturierten Prägestruktur versehen wird, wobei die feinstrukturierte Prägestruktur und die Beschichtung durch die Führung des Druckbogens im Greiferschluss zueinander gepassert auf dem Druckbogen erzeugt werden und die optisch variable Struktur des herzustellenden Sicherheitselements bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem
Prägewerk ein mit einer flexiblen, feinstrukturierten Prägeplatte versehener Prägezylinder und ein Gegendruckzylinder einen Transferspalt bilden, durch den der Druckbogen geführt und dabei mit der feinstrukturierten Prägestruktur versehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbogen durch zwei oder mehr Druckwerke geführt und dabei mit einer mehrfarbigen, insbesondere zweifarbigen Beschichtung versehen wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbogen zunächst mit der Beschichtung und anschließend mit der feinstrukturierten Prägestruktur versehen wird.
5. Bogendruckmaschine zum Bedrucken und Prägen von Druckbogen zur Herstellung von Sicherheitselementen mit einer optisch variablen Struktur, mit zumindest einem Druckwerk, das ausgelegt und eingerichtet ist, die Druckbogen mit einer Beschichtung mit einem sich wiederholenden Muster zu versehen, einem Prägewerk, das ausgelegt und eingerichtet ist, die Druckbogen mit einer feinstrukturierten Prägestruktur zu versehen, und mit
Fördersystemen zum Führen der Druckbogen innerhalb der Bogendruckmaschine an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss durch das zumindest eine Druckwerk und das Prägewerk, um die feinstrukturierte Prägestruktur und die Beschichtung zueinander ge- passert auf den Druckbogen zu erzeugen und dadurch die optisch va- riable Struktur der herzustellenden Sicherheitselemente zu bilden.
6. Bogendruckmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Prägewerk ein Prägezylinder und ein Gegendruckzylinder einen Transferspalt zur Durchführung und Prägung der Druckbogen bilden, wobei der Prägezylinder mit einer flexiblen, feinstrukturierten Prägeplatte, insbesondere einer Prägeplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 13 versehen ist.
7. Bogendruckmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruckzylinder im Prägebereich mit einer weichen Prägeunterlage, insbesondere einem weichen Latextuch versehen ist.
8. Flexible Prägeplatte für eine Bogendruckmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, mit einem Plattenträger und einem gegenüber der Oberfläche des Plattenträgers erhabenen Plateau, das mit einer feinstrukturierten Reliefstruktur versehen ist.
9. Prägeplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die feinstrukturierte Reliefstruktur Strukturtiefen zwischen 20 μιη und 250 μπι, bevorzugt zwischen 40 μπι und 150 μπι, besonders bevorzugt zwischen 60 μιη und 120 μηι aufweist und/ oder Struktur breiten zwischen 20 μπι und 1500 μιτι, bevorzugt zwischen 40 μιη und 1000 μιη, besonders bevorzugt zwischen 60 μιη und 500 μιη aufweist.
10. Prägeplatte nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aspektverhältnis von Strukturbreite zu Strukturtiefe der feinstrukturierten Reliefstruktur zwischen 1:1 und 10:1, bevorzugt zwischen 1,5:1 und 3,5:1 liegt.
11. Prägeplatte nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenträger eine Stärke zwischen 50 μηι und 800 μπ , bevorzugt zwischen 80 μιη und 500 μιη, besonders bevorzugt zwischen 100 μιη und 250 μιη aufweist.
12. Prägeplatte nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erhabene Plateau eine Höhe zwischen 200 μιη und 1000 μπι, bevorzugt zwischen 300 μπι und 750 μηι, besonders bevorzugt zwischen 400 μιη und 600 μπι aufweist.
13. Prägeplatte nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur linienförmige Reliefelemente oder nicht-linienf örmige Reliefelemente enthält, wobei linienförmige Reliefelemente mit Vorteil gerade oder gekrümmt, insbesondere gewellt verlaufen, und nicht-linienförmige Reliefelemente mit Vorteil pyramidenförmig und/ oder kreiskugelförmig ausgebildet sind.
14. Verfahren zum Herstellen einer flexiblen Prägeplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem eine Federstahlplatte bereitgestellt wird, die Federstahlplatte geätzt wird, um einen Plattenträger mit einem erhabenen Plateau zu bilden, und das Plateau durch Fräsung oder Einwirkung von Laserstrahlung mit einer feinstrukturierten Relief struktur versehen wird.
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