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EP1318016B1 - Verfahren zur Herstellung von registergenau gedruckten Multilayer-Aufbauten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von registergenau gedruckten Multilayer-Aufbauten Download PDF

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Publication number
EP1318016B1
EP1318016B1 EP02026150A EP02026150A EP1318016B1 EP 1318016 B1 EP1318016 B1 EP 1318016B1 EP 02026150 A EP02026150 A EP 02026150A EP 02026150 A EP02026150 A EP 02026150A EP 1318016 B1 EP1318016 B1 EP 1318016B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
register
layers
printed
layer
material web
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02026150A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1318016A1 (de
Inventor
Hans Hermann Kammerer
Friedrich Dr. Kastner
Matthias Müller
Franz Schweiger
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.)
Hueck Folien GmbH
Original Assignee
Hueck Folien GmbH
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 Hueck Folien GmbH filed Critical Hueck Folien GmbH
Priority to AT02026150T priority Critical patent/ATE434519T1/de
Publication of EP1318016A1 publication Critical patent/EP1318016A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1318016B1 publication Critical patent/EP1318016B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/02—Conveying or guiding webs through presses or machines
    • B41F13/025—Registering devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2233/00—Arrangements for the operation of printing presses
    • B41P2233/10—Starting-up the machine
    • B41P2233/13—Pre-registering

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of registered printed multilayer structures in various printing units.
  • the object of the invention was therefore to provide a method in which it is possible to apply to a provided unprinted substrate printing layers with the highest precision and then to these layers in a separate operation both in the longitudinal and in the transverse direction register within the smallest tolerances to apply further layers.
  • the invention therefore provides a method according to claim 1.
  • the already printed web has registration marks and control lines which are measured inline to determine the exact registration distances by means of optical sensors.
  • the distance between the register marks is greater than the required register length, shrinking by means of a dryer, for example by heating by means of an IR dryer, a heating roller or a convection dryer preshrunk the printed material web to the required length, the distance between the register marks is less than the required register length, the printed web is suitably between two draw groups or several times in succession with several pull groups pre-stretched to the appropriate length.
  • the material web thus adjusted to the corresponding length is subsequently fed in via a register roller.
  • the correct control takes place via a path control or via a swivel frame, as well as via a displaceable cylinder. Subsequently, the printing process is carried out with longitudinal and side register control.
  • carrier films preferably flexible plastic films, for example, from Pl, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in question.
  • the carrier films preferably have a thickness of 5 to 700 .mu.m, preferably 8 to 200 .mu.m, more preferably 12 to 50 .mu.m.
  • metal foils for example Al, Cu, Sn, Ni, Fe or stainless steel foils having a thickness of 5-200 ⁇ m, preferably 10 to 80 ⁇ m, particularly preferably 20-50 ⁇ m, may also serve as the carrier substrate.
  • the films can also be surface-treated, coated or laminated, for example with plastics, or painted.
  • carrier substrates also paper or composites with paper, for example, composites with plastics with a grammage 20-500 g / m 2, preferably 40-200 g / m 2. be used.
  • woven or nonwoven fabrics such as continuous fiber fabrics or nonwovens, staple fiber fabrics or nonwovens, and the like, which may optionally be needled or calendered, may be used.
  • fabrics or webs of plastics such as PP, PET, PA, PPS and the like, but it can also be woven or nonwovens of natural, optionally treated fibers, such as viscose fiber fabric or nonwoven fabrics used.
  • the fabrics or nonwovens used have a basis weight of about 20 g / m 2 to 500 g / m 2 .
  • the layer already present on the carrier substrate may be a paint or lacquer layer, a surface-structured layer, a metal layer, a partially (positively or negatively) metallized layer, a conductive layer, a magnetic layer and the like. These layers can be applied both over the entire surface as well as partially.
  • the application of the layer may be effected by any method such as gravure, flexo, screen, offset, digital (inkjet, dry and liquid), and the like, with register marks for the longitudinal register and control lines for the register to determine register length Page registers were taken.
  • register marks are then measured inline by means of optical sensors and the material web already provided with one or more layers is introduced via a registration roller into the first printing unit and printed with one or more further layers.
  • the further layer may in turn be a paint or lacquer layer, a surface-structured layer, a metal layer, a conductive layer, a magnetic layer and the like. These layers can in turn be applied both over the entire surface as well as partially.
  • the printed layer (s) already present on the material web or the layers applied in the further separate steps may correspond or be different and will be described below.
  • compositions in each case a wide variety of compositions can be used.
  • the composition of the individual layers may in particular vary according to their purpose, that is to say whether the individual layers serve exclusively for decorative purposes or should represent a functional layer or whether the layer should be both a decoration layer and a functional layer.
  • the layers to be printed may be pigmented or unpigmented.
  • the pigments there may be used any known pigments, for example, inorganic-based pigments such as titanium dioxide, zinc sulfide, kaolin, ITO, ATO, FTO, aluminum, chromium and silicon oxides, or organic-based pigments such as phthalocyanine blue, i-indolidine yellow, dioxazine violet and the like It is also possible to use colored and / or encapsulated pigments in chemically, physically or reactively drying binder systems. Examples of suitable dyes are 1,1- or 1,2-chromium-cobalt complexes. Solvent-containing paint and / or paint systems, aqueous and solvent-free paint systems can be used. Suitable binders are various natural or synthetic binders.
  • the functional layers may have certain electrical, magnetic, chemical, physical and also optical properties.
  • metal pigments for example copper, aluminum, silver, gold, Iron, chromium and the like
  • metal alloys such as copper-zinc or copper-aluminum or amorphous or crystalline ceramic pigments such as ITO, FTO, ATO and the like
  • doped or non-doped semiconductors such as, for example, silicon, germanium, gallium arsenide, arsenic or ion conductors such as amorphous or crystalline metal oxides or metal sulfides can also be used as an additive.
  • polar or partially polar compounds such as surfactants or nonpolar compounds such as silicone additives or hygroscopic or non-hygroscopic salts can be used or added to adjust the electrical properties of the layer.
  • nonpolar compounds such as silicone additives or hygroscopic or non-hygroscopic salts
  • intrinsically conductive organic polymers such as polyaniline, polyacetylene, Polyethylendioxythiophen and / or polystyrene sulfonate can be added.
  • paramagnetic, diamagnetic and also ferromagnetic substances such as iron, nickel, barium, and cobalt or their compounds or salts (for example, oxides or sulfides) can be used.
  • ferromagnetic substances such as iron, nickel, barium, and cobalt or their compounds or salts (for example, oxides or sulfides)
  • Particularly suitable are Fe (II) and Fe (III) oxides, barium or cobalt ferrites, rare earths and the like.
  • the optical properties of the layer can be visualized by visible colors or pigments, luminescent dyes or pigments which fluoresce or phosphoresce in the visible, in the UV region or in the IR range, heat-sensitive inks or pigments, effect pigments, such as liquid crystals, pearlescent pigments. , Bronze and / or multilayer color change pigments influence. These can be used in all possible combinations.
  • the paint or varnish used may be soluble in a solvent, preferably water, but a dye soluble in any solvent, for example in alcohol, esters and the like may also be used.
  • the paint or lacquer may be conventional compositions based on natural or artificial macromolecules.
  • the color may be pigmented or unpigmented. As pigments, all known pigments can be used. Particularly suitable are TiO 2 , ZnS, kaolin and the like.
  • a soluble (partial) color layer may optionally be removed after application of another layer in the process according to the invention by a suitable solvent adapted to the composition of the color layer in order to produce codes in the form of characters and / or patterns of any possible kind to be able to, for example in DE 101 43 523 described.
  • a metal a metal compound, an alloy or an insulator.
  • the metal layer layers of Al, Cu, Fe, Ag, Au, Cr, Ni, Zn and the like are suitable.
  • suitable metal compounds are oxides or sulfides of metals, in particular TiO 2 , Cr oxides, ZnS, ITO, ATO, FTO, ZnO, Al 2 O 3 or silicon oxides.
  • Suitable alloys are, for example, Cu-Al alloys, Cu-Zn alloys and the like.
  • the radiation-curing can be, for example, by heat or UV or electron radiation suitable.
  • All dyes and pigments may be used singly or in combination with various natural or synthetic binders, e.g. natural oils and resins such as phenol-formaldehyde, urea, melamine, ketone, aldehyde, epoxy, polyterpene resins.
  • binders for example, polyesters, polyvinyl alcohols, polyvinyl acetates, ethers, propionates and chlorides, poly (methyl) acrylates, polystyrenes, olefins, nitrocellulose, polyisocyanate, urethane systems and others can be used.
  • All of these layers can be applied by known methods such as sputtering, sputtering, printing (gravure, flexo, screen, digital offset, and the like), spraying, electroplating, and the like.
  • the web Before application of these layers, the web can be treated by means of an in-line plasma (low pressure or atmospheric plasma), corona or flame process.
  • the surface is activated, producing terminal polar groups on the surface and cleaning the surface. This improves the adhesion of metals, paints and varnishes to the surface.
  • a thin metal or metal oxide layer can be applied as adhesion promoter, for example by sputtering or vapor deposition.
  • adhesion promoter particularly suitable are Cr, Al, Ag, Ti, Cu, TiO 2 , Si oxides or chromium oxides.
  • This adhesion promoter layer generally has a thickness of 0.1 nm-5 nm, preferably 0.2 nm-2 nm, particularly preferably 0.2 to 1.0 nm
  • a layer which has or has a surface structure for example a diffraction structure or a surface relief
  • this structure is preferably embossed into a radiation-curable lacquer layer.
  • further layers can be applied by known methods, for example direct metallization methods, partial metallization methods register-accurate, over the entire area or partially.
  • These layers may each have encodings or negative encodings in the form of patterns, characters, micro and macro lines, letters, images, mathematically definable line elements, reliefs, guilloches, as well as machine-readable elements and the like.
  • the superimposed layers may have different properties.
  • different properties of the individual layers for example layers having different conductivity, magnetizability, optical properties, absorption behavior and the like, it is possible to produce, for example, security elements having a plurality of precise authenticity features.
  • the coated material web thus produced can also be protected by a protective lacquer layer or further refined, for example, by laminating or the like.
  • the material webs produced according to the invention are, in particular, optionally after cutting into strips or bands, for example with a width of 0.2 to 75 mm, as security elements, in particular in value documents and data carriers, for example banknotes, securities, identification documents , Cards and the like used or as security elements or security labels in packaging, textiles, seals and the like and used as tear threads.
  • security elements in particular in value documents and data carriers, for example banknotes, securities, identification documents , Cards and the like used or as security elements or security labels in packaging, textiles, seals and the like and used as tear threads.
  • the products according to the invention are also particularly suitable for embedding in banknotes and the like.
  • the printed material web is initially cut register exactly according to the applied layers in strips, strips or other formats and then embedded or applied.
  • the product can be applied with a sealable adhesive, such as a hot or cold seal adhesive or a pressure-sensitive adhesive to the corresponding substrate, or embedded in paper for security papers by conventional methods, for example.
  • a sealable adhesive such as a hot or cold seal adhesive or a pressure-sensitive adhesive
  • the seal adhesives can likewise be applied in the described method according to the invention.
  • sealants can be equipped with visible or visible in the UV light, fluorescent, phosphorescent or laser and IR radiation absorbing and reflecting features to increase the security against counterfeiting. These features can also be present in the form of patterns or characters or show color effects, any number of colors or color mixtures, preferably 1 to 12 colors or color mixtures printed in register are possible.
  • the carrier substrate may be removed after application or remain on the product in one-sided coating.
  • the carrier film may optionally be specially equipped on the uncoated side, for example, scratch-resistant, antistatic and the like. The same applies to a possible lacquer layer on the carrier substrate.
  • Fig. 1 the process of the invention is shown.
  • the provided by the parent roll with register marks and control lines and already arbitrarily printed material web is guided over a guide roller by the length measuring device, which preferably consists of 2 sensors.
  • the web is set either by shrinkage by means of a dryer or by stretching between two or more train groups to the corresponding register length.
  • the control of the distance between the register marks is carried out via a control loop, in particular a register controller, which scans the distance between the register marks and controls and triggers a corresponding control of the two train groups.
  • the set with a control loop such as a register controller, set to the correct register length material web is controlled via a register roller in the printing unit.
  • the correct control of the side register is carried out simultaneously via a web control and / or a swing frame, the fine control is effected by lateral displacement of the printing cylinder.
  • the already printed material web thus printed is subsequently printed in registration and registration.
  • one or more times printed material webs in different printing units each optionally with interruption of the operation can be easily and inexpensively printed register and register exactly on the front and back as often as desired with different or similar layers. Furthermore, if another laminating unit is used, two or more printed film webs can also be laminated inline in register.
  • a carrier substrate such as a film, a paper and the like with limited and reproducible shrinkage-expansion behavior.
  • FIG. 2 An example of a product produced by the process according to the invention is in Fig. 2 represented here, where two previously separated with different layers register printed material webs were then laminated register accurate.
  • 1 is a heat-sealable adhesive
  • 2 is a PET film
  • 3 is a primer
  • 4 is a surface-structured layer
  • 5 is a partial metallic layer, for example an Al layer
  • 6 is a magnetic layer
  • 7 is an adhesive layer
  • 8 a to 8 d is a fluorescent color layer with a color gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Printing Methods (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von registergenau gedruckten Multilayer-Aufbauten in verschiedenen Druckwerken.
  • Bei der Herstellung mehrerer funktioneller Schichten mittels verschiedener Druckverfahren kann es erforderlich sein, das Druckverfahren zu unterbrechen und die bereits bedruckte Bahn anschließend in ein weiteres Druckwerk einzubringen um weitere Schichten auf die bereits bedruckte Bahn aufzubringen. Dabei müssen diese weiteren Schichten jedoch passergenau im Längs- und Seitenregister aufgebracht werden.
  • In der EP-A 504 486 ist ein Verfahren zum passergenauen, mehrfarbigen Bedrucken einer Materialbahn beschrieben, bei dem die Materialbahn durch eine Mehrzahl von Druckwerken geführt wird, wobei jeder Druckzylinder ein Teildruckbild in einer bestimmten Druckfarbe aufdruckt, wobei auf der Materialbahn Markierungen (Marken und Linien) mitaufgedruckt werden, die zur Erfassung der Relativdrucklage der Druckzylinder zur Materialbahn quer zur Transportrichtung mittels Sensoren optisch abgetastet werden, wobei dann der jeweilige Druckzylinder entsprechend verlagert wird.
    Muss der Druckvorgang unterbrochen werden, ist das Verfahren nicht ausreichend. Da die Komplexität der Verfahrensschritte aufgrund der immer höheren geforderten Präzision und Eigenschaften der Materialbahnen, insbesondere bei Sicherheitselementen, immer mehr zunimmt, reicht oft ein Druckvorgang auch auf Druckmaschinen mit 10 Auftragswerken nicht mehr aus.
  • Aufgabe der Erfindung war es daher ein Verfahren bereitzustellen, bei dem es möglich ist, auf ein bereitgestelltes unbedrucktes Substrat Druckschichten in höchster Präzision aufzubringen und anschließend auf diese Schichten in einem getrennten Arbeitsgang sowohl in Längs- als auch in Querrichtung registergenau innerhalb geringster Toleranzen weitere Schichten aufzubringen.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
  • Die bereits bedruckte Materialbahn weist Registermarken und Steuerlinien auf, die inline zur Feststellung der genauen Registerabstände mittels optischer Sensoren vermessen werden.
  • Ist der Abstand zwischen den Registermarken größer als die erforderliche Registerlänge, so wird durch Schrumpfen mittels eines Trockners beispielsweise durch Erwärmen mittels eines IR-Trockners, einer Heizwalze oder eines Konvektionstrockners die bedruckte Materialbahn auf die erforderliche Länge vorgeschrumpft, ist der Abstand zwischen den Registermarken kleiner als die erforderliche Registerlänge, wird die bedruckte Materialbahn geeigneterweise zwischen zwei Zuggruppen oder mehrfach hintereinander mit mehreren Zuggruppen auf die entsprechende Länge vorgedehnt.
  • Vor dem ersten Druckwerk wird anschließend die so auf die entsprechende Länge eingestellte Materialbahn über eine Registerwalze eingesteuert. Im Seitenregister erfolgt die korrekte Einsteuerung über eine Bahnsteuerung bzw. über einen Schwenkrahmen, sowie über einen verschiebbaren Zylinder. Anschließend wird der Druckvorgang mit Längs- und Seitenregisterregelung durchgeführt.
  • Durch dieses Verfahren ist es möglich mehrere Schichten registergenau, sowohl im Längs- als auch im Seitenregister und sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite gegebenenfalls unter Verwendung einer Wendestation innerhalb geringster Toleranzen aufzubringen. Ferner können bei Verwendung eines zusätzlichen Kaschierwerks zwei oder mehrere bedruckte Folien registergenau kaschiert werden.
  • Als Materialbahn kommen beispielsweise Trägerfolien, vorzugsweise flexible Kunststofffolien, beispielsweise aus Pl, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in Frage. Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5 - 700 µm, bevorzugt 8 - 200 µm, besonders bevorzugt 12 - 50 µm auf.
  • Ferner können als Trägersubstrat auch Metallfolien, beispielsweise Al-, Cu-, Sn-, Ni-, Fe- oder Edelstahlfolien mit einer Dicke von 5 - 200 µm, vorzugsweise 10 bis 80 µm, besonders bevorzugt 20 - 50 µm dienen. Die Folien können auch oberflächenbehandelt, beschichtet oder kaschiert, beispielsweise mit Kunststoffen, oder lackiert sein.
    Ferner können als Trägersubstrate auch 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 Endlosfasergewebe oder -vliese, Stapelfasergewebe oder -vliese 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 Viskosefasergewebe oder -vliese, eingesetzt werden. Die eingesetzten Gewebe oder Vliese weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2 auf.
  • Die bereits auf dem Trägersubstrat vorhandene Schicht kann eine Farb- oder Lackschicht, eine oberflächenstrukturierte Schicht, eine Metallschicht, eine partiell (positiv oder negativ) metallisierte Schicht, eine leitfähige Schicht, eine magnetische Schicht und dergleichen sein. Diese Schichten können sowohl vollflächig als auch partiell aufgebracht sein.
  • Die Aufbringung der Schicht kann durch ein beliebiges Verfahren, beispielsweise durch Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, Offset-, Digitaldruck (Inkjet-, Trocken- und Flüssigtoner) und dergleichen erfolgt sein, wobei zur Feststellung der Registerlänge entsprechende Registermarken für das Längsregister und Steuerlinien für das Seitenregister mitaufgebracht wurden.
  • Diese Registermarken werden dann inline mittels optischer Sensoren vermessen und die bereits mit einer oder mehreren Schichten versehene Materialbahn über eine Registerwalze in das erste Druckwerk eingeführt und mit einer oder mehreren weiteren Schichten bedruckt.
  • Die weitere Schicht kann wiederum eine Farb- oder Lackschicht, eine oberflächenstrukturierte Schicht, eine Metallschicht, eine leitfähige Schicht, eine magnetische Schicht und dergleichen sein. Diese Schichten können wiederum sowohl vollflächig als auch partiell aufgebracht werden.
  • Die bereits auf der Materialbahn vorhandene(n) gedruckte(n) Schicht(en) bzw. die in den weiteren getrennten Schritten aufgebrachten Schichten können einander entsprechen oder unterschiedlich sein und werden im folgenden beschrieben.
  • Als Farb- bzw. Lackschichten können jeweils verschiedenste Zusammensetzungen verwendet werden. Die Zusammensetzung der einzelnen Schichten kann insbesondere nach deren Aufgabe variieren, also ob die einzelnen Schichten ausschließlich Dekorationszwecken dienen oder eine funktionelle Schicht darstellen sollen oder ob die Schicht sowohl eine Dekorations- als auch eine Funktionsschicht sein soll.
  • Die zu druckenden Schichten können pigmentiert oder nicht pigmentiert sein. Als Pigmente können alle bekannten Pigmente, beispielsweise Pigmente auf anorganischer Basis, wie Titandioxid, Zinksulfid, Kaolin, ITO, ATO, FTO, Aluminium, Chrom- und Siliciumoxide, oder Pigmente auf organischer Basis, wie Phthalocyaninblau, i-Indolidingelb, Dioxazinviolett und dergleichen als auch farbige und/oder verkapselte Pigmente in chemisch, physikalisch oder reaktiv trocknenden Bindemittelsystemen verwendet werden. Als Farbstoffe kommen beispielsweise 1,1- oder 1,2- Chrom-Cobalt-Komplexe in Frage.
    Dabei sind lösungsmittelhaltige Farben- und/oder Lacksysteme, wässrige und auch lösungsmittelfreie Lacksysteme verwendbar.
    Als Bindemittel kommen verschiedene natürliche oder synthetische Bindemittel in Frage.
  • Die funktionellen Schichten beispielsweise können bestimmte elektrische, magnetische, chemische, physikalische und auch optische Eigenschaften aufweisen.
  • Zur Einstellung elektrischer Eigenschaften, beispielsweise Leitfähigkeit können beispielsweise Graphit, Ruß, leitfähige organische oder anorganische Polymere, Metallpigmente (beispielsweise Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, Eisen, Chrom und dergleichen), Metalllegierungen wie Kupfer-Zink oder Kupfer-Aluminium oder auch amorphe oder kristalline keramische Pigmente wie ITO, FTO, ATO und dergleichen zugegeben werden. Weiters können auch dotierte oder nicht dotierte Halbleiter wie beispielsweise Silicium, Germanium, Galliumarsenid, Arsen oder lonenleiter wie amorphe oder kristalline Metalloxide oder Metallsulfide als Zusatz verwendet werden. Ferner können zur Einstellung der elektrischen Eigenschaften der Schicht polare oder teilweise polare Verbindungen, wie Tenside oder unpolare Verbindungen wie Silikonadditive oder hygroskopische oder nicht hygroskopische Salze verwendet oder zugesetzt werden. Ebenso können intrinsisch leitfähige organische Polymere wie Polyanilin, Polyacetylen, Polyethylendioxythiophen und/oder Polystyrolsulfonat zugesetzt werden.
  • Zur Einstellung der magnetischen Eigenschaften können paramagnetische, diamagnetische und auch ferromagnetische Stoffe, wie Eisen, Nickel, Barium, und Cobalt oder deren Verbindungen oder Salze (beispielsweise Oxide oder Sulfide) verwendet werden. Besonders geeignet sind Fe(II) und Fe(III)oxde, Barium- bzw. Cobaltferrite, seltene Erden und dergleichen.
  • Die optischen Eigenschaften der Schicht lassen sich durch sichtbare Farben bzw. Pigmente, lumineszierende Farbstoffe bzw. Pigmente, die im sichtbaren, im UV-Bereich oder im IR-Bereich fluoreszieren oder phosphoreszieren, wärmeempfindliche Farben bzw. Pigmente, Effektpigmente, wie Flüssigkristalle, Perlglanz-, Bronzen und/oder Multilayer-Farbumschlagspigmente beeinflussen. Diese sind in allen möglichen Kombinationen einsetzbar.
  • Es können auch verschiedene Eigenschaften durch Zufügen verschiedener oben genannter Zusätze kombiniert werden. So ist es möglich angefärbte und/oder leitfähige Magnetpigmente zu verwenden. Dabei sind alle genannten leitfähigen Zusätze verwendbar.
    Speziell zum Anfärben von Magnetpigmenten lassen sich alle bekannten löslichen und nicht löslichen Farbstoffe bzw. Pigmente verwenden. So kann beispielsweise eine braune Magnetfarbe durch Zugabe von Metallen in ihrem Farbton metallisch, beispielsweise silbrig eingestellt werden.
  • Zum Drucken löslicher Schichten kann die verwendete Farbe bzw. der verwendete Lack in einem Lösungsmittel, vorzugsweise in Wasser löslich sein, es kann jedoch auch eine in jedem beliebigen Lösungsmittel, beispielsweise in Alkohol, Estern und dergleichen lösliche Farbe verwendet werden. Die Farbe bzw. der Lack können übliche Zusammensetzungen auf Basis von natürlichen oder künstlichen Makromolekülen sein. Die Farbe kann pigmentiert oder nicht pigmentiert sein. Als Pigmente können alle bekannten Pigmente verwendet werden. Besonders geeignet sind TiO2, ZnS, Kaolin und dergleichen.
    Bei Verwendung einer löslichen (partiellen) Farbschicht kann diese gegebenenfalls nach Aufbringung einer weiteren Schicht im erfindungsgemäßen Verfahren durch ein geeignetes Lösungsmittel, das auf die Zusammensetzung der Farbschicht abgestimmt ist, entfernt werden, um Codierungen in Form von Zeichen und/oder Mustern jeder möglichen Art herstellen zu können, wie beispielsweise in DE 101 43 523 beschrieben.
  • Es können aber auch Zwischenschichten aus einem Metall, einer Metallverbindung, einer Legierung oder einem Isolator aufgebracht werden. Als Metallschicht sind Schichten aus Al, Cu, Fe, Ag, Au, Cr, Ni, Zn und dergleichen geeignet. Als Metallverbindungen sind beispielsweise Oxide oder Sulfide von Metallen, insbesondere TiO2, Cr-Oxide, ZnS, ITO, ATO, FTO, ZnO, Al2O3 oder Siliciumoxide geeignet. Geeignete Legierungen sind beispielsweise Cu-AI Legierungen, Cu-Zn Legierungen und dergleichen. Als Isolatoren sind beispielsweise organische Substanzen und deren Derivate und Verbindungen, beispielsweise Farb- und Lacksysteme, z.B. Epoxy-, Polyester-, Kolophonium-, Acrylat-, Alkyd-, Melamin-, PVA-, PVC-, Isocyanat-, Urethansysteme, die strahlungshärtend sein können, beispielsweise durch Wärme- oder UV- oder Elektronenstrahlung, geeignet.
  • Alle Farbstoffe und Pigmente lassen sich einzeln oder auch in Kombination mit unterschiedlichen natürlichen oder synthetischen Bindemitteln, wie z.B. natürliche Öle und Harze, wie Phenolformaldehyd, Harnstoff-, Melamin-, Keton-, Aldehyd-, Epoxy-, Polyterpenharzen verwenden. Als zusätzliche Bindemittel können beispielsweise Polyester, Polyvinylakohole, Polyvinylacetate, - ether, - propionate und -chloride, Poly(methyl)acrylate, Polystyrole, Olefine, Nitrocellulose, Polyisocyanat, Urethansysteme und andere benutzt werden.
  • Alle diese Schichten können durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch Bedampfen, Sputtern, Drucken (Tief-, Flexo-, Sieb-, Digital- Offsetdruck und dergleichen) , Sprühen, Galvanisieren und dergleichen aufgebracht werden.
  • Vor Aufbringung dieser Schichten kann die Materialbahn mittels eines Inline-Plasma- (Niederdruck- oder Atmosphärenplasma-), Corona- oder Flammprozesses behandelt werden. Dabei wird die Oberfläche aktiviert, wobei endständige polare Gruppen an der Oberfläche erzeugt werden und die Oberfläche gereinigt wird. Dadurch wird die Haftung von Metallen, Farben und Lacken an der Oberfläche verbessert.
  • Gegebenenfalls kann gleichzeitig mit oder nach der Anwendung der Plasma- bzw. Corona- oder Flammbehandlung eine dünne Metall- oder Metalloxidschicht als Haftvermittler, beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen, aufgebracht werden. Besonders geeignet sind dabei Cr, Al, Ag, Ti, Cu, TiO2, Si-Oxide oder Chromoxide. Diese Haftvermittlerschicht weist im allgemeinen eine Dicke von 0,1 nm - 5 nm, vorzugsweise 0,2 nm - 2 nm, besonders bevorzugt 0,2 bis 1,0 nm auf
  • Dadurch wird die Haftung der partiell oder vollflächig aufgebrachten gegebenenfalls strukturierten funktionellen Schicht weiter verbessert. Das ist Voraussetzung für die Erzeugung von funktionellen Schichten mit hoher Präzision und guter Haftung.
  • Es kann aber auch eine Schicht, die eine Oberflächenstruktur, beispielsweise eine Diffraktionsstruktur oder ein Oberflächenrelief aufweist, aufgebracht sein bzw. werden, wobei diese Struktur vorzugsweise in eine strahlungshärtbare Lackschicht geprägt wird.
    Ferner können weitere Schichten mittels bekannter Verfahren, beispielsweise Direktmetallisierungsverfahren, partiellen Metallisierungsverfahren registergenau, vollflächig oder partiell aufgebracht sein oder werden.
  • Diese Schichten können jeweils Codierungen oder negative Codierungen in Form von Mustern, Zeichen, Mikro- und Makrolinien, Buchstaben, Bildern, mathematisch definierbare Linienelemente, Reliefs, Guillochen sowie maschinenlesbare Elemente und dergleichen aufweisen.
  • Die übereinander aufgebrachten Schichten können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Es ist dabei möglich durch Kombination von verschiedenen Eigenschaften der einzelnen Schichten, beispielsweise Schichten mit unterschiedlicher Leitfähigkeit, Magnetisierbarkeit, optischen Eigenschaften, Absorptionsverhalten und dergleichen beispielsweise Sicherheitselemente mit mehreren präzisen Echtheitsmerkmalen herzustellen.
  • Gegebenenfalls kann die so hergestellte beschichtete Materialbahn auch noch durch eine Schutzlackschicht geschützt werden oder beispielsweise durch Kaschieren oder dergleichen weiterveredelt werden.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Materialbahnen werden aufgrund der hohen Präzision der Dimensionen der aufgebrachten Schichten insbesondere gegebenenfalls nach Schneiden in Streifen oder Bänder, beispielsweise mit einer Breite von 0,2 bis 75 mm, als Sicherheitselemente, insbesondere in Wertdokumenten und Datenträgern, beispielsweise Banknoten, Wertpapieren, Ausweisdokumenten, Karten und dergleichen verwendet oder als Sicherheitselemente oder Sicherheitsetiketten in Verpackungen, Textilien, Siegeln und dergleichen und als Aufreißfäden eingesetzt.
  • Durch die ausgezeichnete Präzision und die Möglichkeit, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mehrschichtige, sehr dünne Folien herzustellen, sind die erfindungsgemäßen Produkte insbesondere auch zur Einbettung in Banknoten und dergleichen geeignet. Dazu wird die bedruckte Materialbahn vorerst registergenau entsprechend den aufgebrachten Schichten in Bänder, Streifen oder andere Formate geschnitten und anschließend eingebettet oder aufgebracht.
  • Gegebenenfalls kann das Produkt mit einem siegelfähigen Kleber, beispielsweise einem Heiß- oder Kaltsiegelkleber oder einem Selbstkleber auf das entsprechende Trägermaterial appliziert werden, oder beispielsweise bei der Papierherstellung für Sicherheitspapiere durch übliche Verfahren in das Papier eingebettet werden. Die Siegelkleber können gegebenenfalls ebenfalls im beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren aufgebracht werden.
  • Diese Siegelkleber können mit sichtbaren oder im UV Licht sichtbaren, fluoreszierenden, phosphoreszierenden oder Laser- und IR-Strahlung absorbierenden und reflektierenden Merkmalen zur Erhöhung der Fälschungssicherheit ausgestattet sein. Diese Merkmale können auch in Form von Mustern oder Zeichen vorhanden sein oder farbliche Effekte zeigen, wobei beliebig viele Farben oder Farbmischungen, vorzugsweise 1 bis 12 Farben oder Farbmischungen registergenau aufgedruckt möglich sind.
  • Das Trägersubstrat kann bei einseitiger Beschichtung nach der Anwendung entfernt werden oder am Produkt verbleiben. Dabei kann die Trägerfolie gegebenenfalls auf der nicht beschichteten Seite besonders ausgerüstet werden, beispielsweise kratzfest, antistatisch und dergleichen. Gleiches gilt für eine etwaige Lackschicht auf dem Trägersubstrat.
  • In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt.
  • Darin bedeuten 1 die von der Mutterrolle kommende Materialbahn, 2 die Längenmesseinrichtung (Sensoren), 3 einen Trockner, 4 die erste Zuggruppe, 4a die zweite Zuggruppe, 5 die Registerabtastung und Längenkontrolle, 6 die Registerwalze vor dem ersten Druckwerk und 7 das Druckwerk.
  • Die von der Mutterrolle bereitgestellte mit Registermarken und Steuerlinien versehene und bereits beliebig bedruckte Materialbahn wird über eine Umlenkwalze durch die Längenmesseinrichtung, die vorzugsweise aus 2 Sensoren besteht, geführt.
  • Je nach Ergebnis der Längenmessung, d.h. der Auswertung des Abstandes zwischen zwei oder mehreren Registermarken, wird anschließend die Materialbahn entweder durch Schrumpfen mittels eines Trockners oder durch Dehnen zwischen zwei oder mehreren Zuggruppen auf die entsprechende Registerlänge eingestellt.
  • Die Kontrolle des Abstandes zwischen den Registermarken erfolgt dabei über einen Regelkreis, insbesondere einen Registerregler, der den Abstand zwischen den Registermarken abtastet und kontrolliert und eine entsprechende Steuerung der beiden Zuggruppen auslöst.
  • Anschließend wird die mit einem Regelkreis, beispielsweise einem Registerregler, auf die korrekte Registerlänge eingestellte Materialbahn über eine Registerwalze in das Druckwerk eingesteuert.
    Die korrekte Steuerung des Seitenregisters erfolgt gleichzeitig über eine Bahnsteuerung und/oder über einen Schwenkrahmen, die Feinsteuerung erfolgt durch Seitenverschiebung des Druckzylinders.
  • Im Druckwerk wird anschließend die so eingesteuerte bereits bedruckte Materialbahn passer- und registergenau bedruckt.
  • Auf diese Weise können bereits ein- oder auch mehrfach bedruckte Materialbahnen in verschiedenen Druckwerken jeweils gegebenenfalls mit Unterbrechung des Arbeitsganges einfach und kostengünstig register- und passergenau auch auf Vorder- und Rückseite beliebig oft mit unterschiedlichen oder gleichartigen Schichten bedruckt werden. Ferner können bei Verwendung eines weiteren Kaschierwerks zwei oder mehrere bedruckte Folienbahnen registergenau auch inline kaschiert werden.
  • Besonders gute Ergebnisse werden dabei bei Verwendung eines Trägersubstrats, beispielsweise einer Folie, eines Papiers und dergleichen mit beschränktem und reproduzierbarem Schrumpf-Dehnungsverhalten erreicht.
  • Ein Beispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkts ist in Fig. 2 dargestellt, wobei hier zwei vorerst getrennt mit verschiedenen Schichten registergenau bedruckte Materialbahnen anschließend registergenau kaschiert wurden.
  • Darin bedeuten 1 einen Heißsiegelkleber, 2 eine PET Folie, 3 einen Primer, 4 eine oberflächenstrukturierte Schicht, 5 eine partielle metallische Schicht, beispielsweise eine Al-Schicht, 6 eine magnetische Schicht, 7 eine Klebschicht und 8 a bis 8d eine fluoreszierende Farbschicht mit Farbverlauf.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung von registergenauen gedruckten mehrschichtigen Aufbauten auch in mehreren voneinander unabhängigen Druckvorgängen auf einer bereits beschichteten oder bedruckten Materialbahn mit Registermarken und Steuerlinien, wobei über eine vorgelagerte Messeinrichtung (2) zwischen zwei oder mehreren Registermarken der Länge nach vermessen wird und zwischen zwei oder mehreren angesteuerten Zuggruppen (4. 4a) auf die notwendige Registerlänge eingestellt wird, wobei die Feststellung der korrekten Registerlänge durch Inline-Vermessung der Registermarken erfolgt und die korrekte Registerlänge durch Schrumpfen mittels eines Trockners oder Dehnen zwischen den 2 oder mehreren Zuggruppen erfolgt und die bereits mit einer definierten gedruckten Schicht mit Registermarken und Steuerlinien versehene Materialbahn, anschließend von einem Regelkreis, insbesondere einem Registerregler, über eine Registerwalze vor dem ersten Druckwerk registergenau eingesteuert wird, wobei das Seitenregister über eine Bahnsteuerung vorgesteuert und/oder über einen Schwenkrahmen eingesteuert wird, worauf die Materialbahn mit einer oder mehreren funktionellen oder dekorativen Schichten passer- und registergenau zur bereits vorhandenen Beschichtung auf der Materialbahn bedruckt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei in der Folge mehrere funktionelle Farbschichten und/oder metallische Schichten und/oder oberflächenstrukturierte Schichten und/oder leitfähige und/oder magnetische Schichten und/oder optische Schichten in einem Arbeitsgang oder in unterschiedlichen Druckwerken aufgedruckt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die angegebenen Verfahrensschritte ein- oder mehrmals zur Aufbringung unterschiedlicher Schichten wiederholt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schichten auf der Vorder- und auf der Rückseite gegebenenfalls unter Verwendung einer Wendestation passergenau gedruckt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei unter Verwendung eines Kaschierwerks zwei oder mehrere bedruckte Materialbahnen registergenau kaschiert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die hergestellten Materialbahnen anschließend registergenau in Bänder, Streifen oder andere Formate geschnitten werden.
  7. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6 zur Herstellung von Sicherheitselementen, insbesondere in Wertdokumenten und Datenträgern, beispielsweise Banknoten, Wertpapieren, Ausweisdokumenten, Karten oder Sicherheitselementen oder Sicherheitsetiketten in Verpackungen, Textilien, Siegeln und als Aufreißfaden.
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