Außerdem ist eine Vorrichtung Gegenstand der Erfindung, die insbesondere zur Verwendung in dem Aufbringverfahren geeignet ist, mit einer Druckwalze, die eine Druckvorlage trägt, die ein erkennbares Muster der Schicht gestaltet, mit einer Gegendruckwalze, die gegenüber der Druckwalze angeordnet ist und zusammen mit dieser einen Walzenspalt bildet, durch den ein Substrat bewegt wird, und mit einer Druckmediumzuführvorrichtung, die vor dem Walzenspalt angeordnet ist.

Sicherheitskennzeichen sind ein Standard-Ausrüstungsmerkmal von fälschungsgefährdeten Dokumenten, wie z. B. Ausweispapieren, Geldscheinen und Kreditkarten, geworden. Sie sind meist mit Hologrammen oder Beugungsmustern ausgestattet und verfügen dadurch über optische Eigenschaften, die eine einfache Verifizierung des Kennzeichens und somit eine Unterscheidung eines Originals von einer Fälschung erlauben.

Ein weiterer wesentlicher Beitrag zu der Fälschungssicherheit sind die Herstellungsverfahren, die aufgrund der benötigten, enormen fachliche Kompetenz bezüglich der Fertigungstechnik extrem schwer nachzubilden sind. Sie ermöglichen

Sicherheitskennzeichen, die sich allein durch die hohe Präzision und Fertigungsqualität von der Fälschung abheben.

Die Sicherheitsmerkmale werden oft als Dekorschicht auf einem Trägerfilm ausgebildet, von dem sie durch Transfer-, z. B. Heißprägeverfahren, auf das zu kennzeichnende Dokument übertragen werden. Eine beispielhafte Folie ist in der Offenlegungsschrift DE 199 40 790 A1 vorgestellt.

Das Einfügen einer metallischen Schicht, die nicht gleichmäßig ist, sondern ein Muster aufweist, wird als zusätzliches Sicherheitsmerkmal bereits eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist das Sicherheitskennzeichen (Kinegram@) der deutschen 100 DM- Banknoten, das über eine tulpenförmige Form mit umlaufendem Text verfügt. Dieses sichtbare Muster wird durch eine metallische Zusatzschicht erzeugt, die zunächst homogen aufgetragen und in einem weiteren Schritt entweder durch einen Ätzlack oder durch einen Resistlack abgedeckt und anschließend in einem Ätzvorgang strukturiert wird. Dieser Vorgang wird als partielle Demetallisierung bezeichnet.

Beim Auftragen des Ätz-oder Resistlacks treten störende Effekte auf, die die erwartete hohe Fertigungsqualität und die damit verbundene Fälschungssicherheit einschränken. Einer dieser Effekts ist das sogenannte"Ribbing", aufgrund dessen der Übertrag des Druckmediums und damit die Dicke der Beschichtung des Substrats nicht homogen ist. Mit"Ribbing"bezeichnet man das spontane Abreißen des Druckmediumfilms zwischen Druckwalze und dem Substrat, was dazu führt, dass sich auf dem Substrat Fehistellen bilden. Im Ergebnis zeigt das Sicherheitskennzeichen bei diesen Fehlstellen nicht den erwarteten Kontrast zwischen den metallisierten und den demetallisierten Bereichen, sondern es entstehen"graue"Bereiche.

Als Gegenstrategien wurden bislang zwei Techniken zur Verminderung des Ribbing- Effekts eingesetzt : Das meist hochviskose Druckmedium wurde entweder durch Zugabe von z. B.

Lösungsmitteln verdünnt oder die Fließfähigkeit des Druckmediums wurde durch Erwärmung begünstigt. Die erste Lösung beinhaltet speziell die Nachteile, dass eine

Chemikalie Anwendung findet, die wegen den notwendigen Arbeitsschutzmaßnahmen und den Entsorgungsvorschriften ungern eingesetzt wird, und dass durch den zusätzlichen Anteil des Lösungsmittels andere Schichten angegriffen werden können. Die zweite Lösung weist die Nachteile auf, dass durch die Erwärmung ebenfalls andere Schichten aufgeweicht werden und sich verformen können. Besonders kritisch ist eine mögliche Schädigung der Replizierschichten, die das Beugungsmuster und/oder die Hologramme aufweisen, da dann das Sicherheitskennzeichen unbrauchbar oder verändert ist. Ein gemeinsamer Nachteil dieser zwei Lösungen ist, dass durch die erhöhte Fliessfähigkeit des Druckmediums das beabsichtigte erkennbare Muster der Schicht verlaufen kann und damit die Auflösung des in dem Verfahrens hergestellten Druckes herabgesetzt wird.

Da der oben beschriebene Ribbing-Effekt insbesondere bei Volltonflächen auftritt, werden bei der Bildvorlagenerstellung bisher Verfahren angewendet, bei denen mit Hilfe von digitaler Bildverarbeitung die Volltonflächen verändert werden. Bei diesen bekannten Verfahren werden vor der Reproduktion, der Herstellung der Druckvorlage, zusätzliche Arbeitsschritte eingesetzt. Die bereits fertige Bildvorlage wird über eine spezielle Software analysiert und erkannte Volltonflächen werden mit Mustern ausgestattet, die aus Stegbereichen und Zellflächen bestehen, wobei die Stegbereiche die Zellflächen voneinander trennen. An den Grenzen der Volltonflächen werden durch Optimierungsroutinen des Algorithmus die Stegbereiche unterdrückt. Die verwendeten örtlichen Frequenzen betragen 150 bis 4000 Linien/cm. Diese Vorverarbeitung durch digitale Bildbearbeitung ist ein komplexer, aufwendiger Arbeitsschritt, da der verwendete Algorithmus z. B. die spätere Rasterung in die Berechnung miteinbeziehen muss. Außerdem ist infolge der Bearbeitung über iterative Berechnungsverfahren nicht immer gewährleistet, dass das Ergebnis in Form der Druckvorlage stets reproduzierbar ist. Vielmehr wird durch eine derartige Software nur sichergestellt, dass das Druckergebnis immer gleich ist.

Gerade bei Druckerzeugnissen, die als Sicherheitskennzeichen verwendet werden, ist dieser Unterschied gravierend. Das Druckergebnis kann sich in Details unterscheiden, die mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind, und somit den Verwender des Druckerzeugnisses im Normalfall nicht stören. Bei der Verifizierung eines Sicherheitskennzeichens werden die Überprüfungen aber häufig mit

vergrößernden, optischen Einrichtungen, wie z. B. Lupe oder Mikroskop vorgenommen, mit denen auch unbeabsichtigte Änderungen erkannt werden und zu Verunsicherung hinsichtlich der Echtheit des Zertifikats führen können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Aufbringverfahren und eine entsprechende Vorrichtung vorzuschlagen, das den Ribbing-Effekt unterdrückt, ohne die Auflösung des Druckverfahrens herabzusetzen, und das ein reproduzierbares Druckergebnis liefert.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Druckwalze verwendet wird, auf der in druckmediumübertragenden Teilbereichen, vorzugsweise in den Volltonbereichen, nicht- druckmediumübertragende Bereiche eingebracht sind, wobei der Flächenanteil der nicht-druckmediumübertragenden Bereiche zwischen 2% und 40%, vorzugsweise zwischen 5% und 25%, des jeweiligen druckmediumübertragenden Teilbereichs beträgt und wobei der Abstand zwischen den Rändern der einzelnen nicht- druckmediumübertragenden Bereiche und die Ausdehnung der nicht- druckmediumübertragenden Bereiche in mindestens einer Richtung kleiner als 0,25 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm, sind, und/oder bei dem ein Substrat verwendet wird, auf dem vollflächig oder in Teilbereichen, vorzugsweise in den späteren Volltonbereichen, auf der zu bedruckenden Oberfläche Vertiefungen eingebracht sind, wobei der Flächenanteil der Vertiefungen zwischen 2% und 40%, vorzugsweise zwischen 5% und 25%, der vollen Fläche und/oder des Teilbereichs beträgt und wobei der Abstand zwischen den Rändern der einzelnen Vertiefungen und die Ausdehnung der Vertiefungen in mindestens einer Richtung kleiner als 0,25 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm, sind.

Bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren handelt es sich um ein Hoch-, Offset-, insbesondere ein Flexodruckverfahren, wobei das Substrat entweder kontinuierlich oder schrittweise bewegt wird. Zweck dieses Verfahrens ist es, auf einem Substrat, wobei es sich z. B. um eine Papierbahn, aber auch um Bahnen oder Teilstücke aus Kunststoff, insbesondere um Folien in der eingangs beschriebenen Art, handeln kann, flächige Schichten mit konstanter oder nahezu konstanter Schichtdicke zu

erzeugen, die ein erkennbares Muster aufweisen sollen. Die äußeren Formen der Muster können geometrischer Natur sein, wie z. B. Mehrecke, Kreise, aber auch Umrisse darstellen, wie z. B. Schriftzeichen oder Symbole. Die innere Struktur der Muster kann wiederum einfacher Natur sein, wie z. B. eine Auslassung in Form einer geometrischen Figur oder eines Umrisses. Es kann sich dabei aber auch um komplexe Strukturierungen handeln, wie z. B. die Auslassung von Linienmustern.

Diese erkennbaren Muster dienen bei der späteren Verifizierung des Sicherheitskennzeichens als Merkmale, die man möglicherweise sogar mit bloßem Auge erkennen kann.

Eine konstante oder nahezu konstante Schichtdicke ist dann gegeben, wenn die Schicht an der jeweiligen Position ihre zugedachte Aufgabe erfüllt. So muss z. B. die Dicke einer Resistschicht so ausgeführt sein, dass bei einem anschließenden Ätzvorgang die darunter liegende Schicht nicht angegriffen wird. Ähnliches gilt für die Dicke einer Ätzschicht, sie muss so dick sein, dass die darunter liegende Schicht, dem Qualitätsstandard entsprechend, meist vollständig abgetragen wird.

Die für das Druckverfahren eingesetzten Druckvorrichtungen umfassen üblicherweise eine Druckwalze, die das zu druckende Motiv in Form von einer bildgebenden Struktur trägt. Die Form der bildgebenden Struktur ist ein Positivrelief, d. h. die zu druckenden Bereiche sind erhöht oder die bildgebende Struktur ist durch andere physikalische Eigenschaften, wie die Fähigkeit Wasser abzuweisen,- ausgebildet.

Die verwendeten Druckvorrichtungen umfassen weiterhin eine Gegendruckwalze, die die Auflage für das Substrat und die Druckwalze darstellt, und die meist ebenfalls als Zylinder ausgeführt ist. Die Druckwalze und die Gegendruckwalze sind derart angeordnet, dass sie während des Aufbringvorgangs einen Bereich geringsten Abstands, den Walzenspalt, bilden. In diesem wird das Druckmedium auf das Substrat übertragen, wobei entweder die Walzen rotieren und das Substrat durch den Walzenspalt bewegt wird, oder das Substrat ortsfest ist und die Walzen bewegt werden.

Die Druckmediumzuführeinrichtung überträgt die notwendige Menge des Druckmediums auf die Druckwalze und sorgt gleichzeitig für eine gleichmäßige Verteilung. Sie kann beispielsweise aus einem Farbkasten und einem Farbwerk, aber auch aus einer Farbwanne, einer Tauchwalze und einer Rakelvorrichtung bestehen. Im Fall des Flexodrucks besteht sie meist aus einer Rasterwalze (Anilox- Roller), die Vertiefungen in der Walzenoberfläche besitzt, und die durch eine Tauchwalze, die in einer Farbwanne rotiert, oder eine Farbkammer, die an der Rasterwalze angestellt ist, gefüllt wird. Im Walzenspalt treten das Substrat und die Druckwalze in Kontakt und das Druckmedium wird übertragen.

Es wird nun vorgeschlagen eine Druckwalze zu gebrauchen, die in Teilbereichen, insbesondere in den Volltonbereichen, über eine zusätzliche Struktur verfügt und/oder ein Substrat einzusetzen, das vollflächig oder in Teilbereichen, insbesondere in den späteren Volltonbereichen, über eine zusätzliche Struktur verfügt. Diese Strukturen haben die Aufgabe bei der Druckmediumübergabe von der Druckwalze auf das Substrat den Flüssigkeitsfilm durch kleine Störungen zu stabilisieren. Diese Störungen müssen so gering sein, dass sie sich nicht nachteilig z. B. durch ein Abreißen des Films auswirken, aber gleichzeitig so einflussstark sein, dass sie eine Destabilisierung des Flüssigkeitsfilms in Form des Ribbing-Effekts bereits im Anfangsstadium unterbrechen. Denn kritisch wird es dann, wenn der Volltonbereich sehr groß ist und sich die Destabilisierung zu einem fehlerhaften Druckmediumübertrag entwickeln kann. Diesen Entwicklungsprozess kann man wirkungsvoll durch das Einbringen von kleinen, beabsichtigten Störungen unterbrechen, deren Wirkung mit dem Verlassen und sofortigem Wiedereintreten in den Volltonbereich vergleichbar sind. Der Prozess des Druckmediumübertrags wird lokal in den Ausgangszustand, wie zu Beginn einer Volltonfläche, zurückgesetzt und gleichzeitig werden alle Destabilisierungen beendet. Diese Störung kann durch eine Struktur auf der Druckwalze ausgelöst sein, wobei dann zusätzlich die Verteilung des Druckmediums auf der Druckwalze verbessert wird, sie kann aber auch durch eine Struktur auf dem Substrat eingebracht werden.

Die Strukturen sind aus Bereichen aufgebaut, in denen das Druckmedium nicht übertragen wird, im Fall vom Flexodruck sind es Vertiefungen auf der Druckwalze oder auf dem Substrat.

Das Druckbild soll durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht negativ verändert werden. Es ist sinnvoll, den Anteil der nicht-druckenden Bereiche gegenüber der Volltonfläche zu beschränken. Er sollte zwischen 2% und 40%, insbesondere zwischen 5% und 25%, liegen. Ebenso ist ein Abstand kleiner als 0,25 mm, vorzugsweise kleiner 0,1 mm, zwischen den nicht-druckenden Bereichen vorteilhaft, um die Volltonflächen ausreichend oft zu trennen.

Die Ausdehnung der nicht-druckenden Bereiche wird ebenfalls durch eine Obergrenze beschränkt. Die Bereiche müssen so klein sein, dass sie nicht als farblose Punkte im Druckbild erscheinen. Das wird dadurch erfüllt, dass der farblose Bereich subjektiv durch den Betrachter nicht mehr erkannt wird, oder wenn der Bereich objektiv nicht farblos ist. Mit einer Obergrenze für die Ausdehnung der nicht-druckmediumübertragenden Bereiche von 0,3 mm, vorzugsweise 0,1 mm werden diese Anforderung erfüllt. Die Ausdehnung in mindestens einer Richtung bedeutet dabei, dass bei allen Verbindungslinien zwischen zwei Randpunkten durch einen beliebigen Punkt eines nicht-druckmediumübertragenden Bereichs mindestens eine Verbindungslinie kleiner als die Obergrenze ist. Die gleichen Bedingungen gelten für die Vertiefungen im Substrat.

Neben der Verfahrensvariante, ein Substrat mit vorgefertigten Vertiefungen zu verwenden, ist es auch möglich, dass in dem Substrat vor und/oder während des Bedruckens Vertiefungen über eine Deformation erzeugt werden, die durch eine reliefartige Struktur hervorgerufen wird, die auf der Gegendruckwalze und/oder auf einer anderen Oberfläche des Substrats angebracht ist.

Im Gegensatz zu der Verwendung eines bereits in einem früheren Arbeitsgang mit Vertiefungen auf der zu bedruckenden Seite ausgestatteten Substrats, werden hier die Vertiefungen durch eine Struktur bewirkt, die sich entweder auf der Rückseite des Substrats oder auf der Oberfläche der Gegendruckwalze befindet. Es handelt sich

dabei um eine reliefartige Struktur mit Vertiefungen. Durch den Anpressdruck vor und/oder während des Aufbringvorgangs wird diese Struktur durch das Substrat geprägt, so dass auf der zu bedruckenden Seite eine weitere Struktur mit einem Höhenrelief erzeugt wird. Diese Deformation kann elastisch, somit temporär und nur vor und/oder während des Aufbringvorgangs vorhanden sein, oder auch plastisch sein und sich nach dem Prägevorgang dauerhaft auf dem Substrat befinden. Die auf der zu bedruckenden Seite des Substrats erzeugte Struktur besteht aus relativen Vertiefungen, die ähnlich zu den bereits beschriebenen Vertiefungen auf einem vorbereiteten Substrat sind.

Die Form der nicht-druckenden Bereiche und der Vertiefungen ist durch die bereits genannten Bedingungen beschränkt. Es kann also eine Druckwalze und/oder ein Substrat verwendet werden, deren druckmediumübertragende und/oder deren nicht- druckmediumübertragende Bereiche und/oder dessen Vertiefungen rund und/oder oval und/oder mehreckig sind.

Je nach eingesetztem Reproduktionsverfahren, optisch oder computerbasiert, oder je nach der Vorbereitung des Substrats kann die geeigneteste Form für die Bereiche gewählt werden. Als einfachste Form kommt ein kreisförmiger Punkt zum Einsatz. Es bietet sich an, diese Form zu ovalen Formen zu entarten, um Effekte zu kompensieren, die ihre Ursache in der Laufrichtung der Druckwalze haben. Bei computerbasierten Reproduktionsvorgängen werden die Bereiche eher mehreckig sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Verfahrens liegt vor, wenn eine Druckwalze und/oder ein Substrat verwendet wird, die eine regelmäßige Anordnung von druckmediumübertragenden und/oder nicht-druckmediumübertragenden Bereichen und/oder Vertiefungen aufweist. Eine regelmäßige Anordnung liegt vor, wenn die druckmediumübertragenden und/oder die nicht-druckmediumübertragenden Bereiche und/oder die Vertiefungen alle jeweils gleich sind und sie durch ein-oder mehrmaliges Verschieben längs weniger fester Verschiebungsvektoren jeweils ineinander übergeführt werden können. Die Erzeugung einer derartigen Struktur ist besonders einfach und entsprechend kostengünstig. Außerdem kann der Abstand der korrespondierenden Abbilder auf dem Substrat, die zwar nicht mehr mit bloßem

Auge wahrgenommen, aber deren Position möglicherweise z. B. über eine Dickenmessung ermittelt werden kann, als zusätzliches Sicherheitsmerkmal dienen.

Die Anordnung kann auch in Zeilen erfolgen. Es wird dann eine Druckwalze und/oder ein Substrat verwendet, auf denen die druckmediumübertragenden und/oder die nicht-druckmediumübertragenden Bereiche und/oder die Vertiefungen in Zeilen arrangiert sind, die in einem Winkel von ungleich 0°, vorzugsweise 90°, zur Laufrichtung angeordnet sind und/oder die, vorzugsweise um etwa einen halben Zeilenabstand, zueinander versetzt sind.

Diese bevorzugte Ausführung entspricht einer gleichmäßigen Anordnung, bei der nur zwei Verschiebungsvektoren mit gleicher Länge verwendet werden, die zueinander orthogonal sind. Zusätzlich wird die gleichmäßige Anordnung in einem Winkel von etwa 45° zur Bewegungsrichtung orientiert. Die Ausführung kann aber auch in einer Richtung parallel zum Walzenspalt einen anderen Abstand zwischen den Einzelbereichen aufweisen als in der Richtung parallel zur jeweiligen Bewegungsrichtung. Auf diese Weise kann auf Einflüsse reagiert werden, deren Ursache in der Laufrichtung des Substrats oder der Druckwalze liegt.

Alternativ zu der regelmäßigen Anordnung kann auch eine Druckwalze und/oder ein Substrat verwendet werden, die eine unregelmäßige Anordnung, vorzugsweise eine stochastische Anordnung, wie sie zur Unterdrückung von Moire-Mustern eingesetzt wird, von druckmediumübertragenden und/oder nicht-druckmediumübertragenden Bereichen und/oder Vertiefungen aufweist. Gerade diese zufällige Anordnung kann eine besonders homogene Schicht auf dem Substrat erzeugen, da beispielsweise über die Dichte der Bereiche oder Vertiefungen sehr gezielt auf die Ausdehnung der Volltonbereiche eingegangen werden kann. So könnte es vorteilhaft sein, wenn zum Rand einer Volltonfläche hin die Dichte geringer wird und zur Mitte höher ist, oder dass innerhalb einer Volltonfläche in Laufrichtung die Dichte zunimmt, da ja auch die Wahrscheinlichkeit eines Druckmediumfilmabrisses mit der ununterbrochenen Länge innerhalb eines Volltonbereichs zunimmt.

Bei dem Übergang von den modifizierten Volltonbereichen zu Bereichen mit anderen Halbtonwerten kann es zu Qualitätsveriusten durch Ausfransen der Kanten kommen.

Besonders gefährdet ist der Übergang vom Vollton zum Halbton 0% (weiß). Um zu vermeiden, dass sich der weiße Bereich mit den im Volltonbereich eingebrachten nicht-druckmediumübertragenden Bereichen verbindet und so die Kontur und der scharfe Farbübergang verschlechtert wird, wird das Verfahren derart ausgestaltet, dass eine Druckwalze verwendet wird, deren Volltonflächen längs der Grenze zu Bereichen mit Halbtonwerten eine Abschlusszone haben, die keine nicht- druckmediumübertragenden Bereiche enthält und die eine Breite von kleiner 0,1 mm, vorzugsweise kleiner 0,05 mm hat. Diese schmale Abschlusszone wird sich nicht negativ durch das Auftreten des Ribbing-Effekts bemerkbar machen, aber eine Kontur mit einer nicht-ausgefransten Konturlinie sicherstellen.

Gerade bei hochviskosen Druckmedien treten die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders in den Vordergrund. Es liegt deshalb eine besonders vorteilhafte Ausführung vor, wenn als Druckmedium eine hochviskose Druckpaste, vorzugsweise ein Resist-, Ätz-und/oder UV-härtbarer-Lack und/oder eine Dispersionsflüssigkeit eingesetzt wird. Der positive Effekt ist zwar auch bei niedrig- viskosen Medien zu erkennen, aber gerade bei den genannten Druckmedien hoher Viskosität tritt der störende Ribbing-Effekt besonders stark auf.

Die Druckgeschwindigkeit ist ein wesentlicher Indikator für die Wirtschaftlichkeit einer Fertigungsanlage. Das Verfahren wird daher vorteilhafterweise so betrieben, dass der Aufbringvorgang bei Substratfördergeschwindigkeiten größer 50 m/min, vorzugsweise größer 100 m/min durchgeführt wird. Dieser Geschwindigkeitsbereich ist bei Einsatz von hochviskosen Druckmedien ohne das eingesetzte Verfahren fast nicht zu erreichen. Bereits bei niedrigeren Geschwindigkeiten treten Instabilitäten im Flüssigkeitsfilm zwischen Druckwalze und Substrat auf. Somit liegt ein wichtiger wirtschaftlicher Vorteil des Verfahrens in der möglichen Fördergeschwindigkeit.

Die Ausführung des Verfahrens erfolgt erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung nach Anspruch 10, die aber nicht ausschließlich auf das Verfahren begrenzt ist und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Druckwalze in den druckmediumübertragenden

Teilbereichen, vorzugsweise in den Volltonbereichen, über Reliefelemente in Form von nicht-druckmediumübertragenden Bereiche verfügt, und/oder die Gegendruckwalze vollflächig oder in Teilbereichen, vorzugsweise in den Bereichen, die im Walzenspalt den Volltonflächen der Druckwalze gegenüber liegen, mit Reliefelementen in Form von Vertiefungen ausgestattet ist, wobei der Flächenanteil der Reliefelemente zwischen 2% und 40%, vorzugsweise zwischen 5% und 25%, des jeweiligen druckmediumübertragenden Teilbereichs und/oder des jeweiligen Teilbereichs und/oder der gesamten Fläche beträgt, wobei der Abstand zwischen den Rändern der einzelnen Reliefelemente kleiner als 0,25 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm ist und wobei die Ausdehnung der Reliefelemente in mindestens einer Richtung kleiner als 0, 25 mm, vorzugsweise kleiner 0,1 mm ist.

Die nicht-druckmediumübertragenden Bereiche auf der Druckwalze werden bei Verwendung der Druckwalze in einem Flexo-Druckverfahren als Vertiefungen mit einer Tiefe von vorzugsweise größer als 20 Hm, insbesondere größer als 70 pm ausgebildet.

Eine Besonderheit an der Vorrichtung gemäss der Erfindung liegt darin, dass sie eine besonders leichte Umrüstung von einem Standardverfahren zu dem erfindungsgemäßen Verfahren erlaubt. Zum Verfahrenswechsel müssen in einem einfachen Fall nur die Druck-und die Gegendruckwalze, gegebenenfalls sogar nur die Druckwalze getauscht werden.

Ein wesentlicher Unterschied zu bekannten Druckvorrichtungen liegt in der Ausführungsform der Druckwalze und/oder der Gegendruckwalze. Sowohl die Druckwalze als auch die Gegendruckwalze können über zusätzliche Strukturen, die dem Verfahren entsprechend ausgebildet sind, verfügen. Es kann sich hierbei um druckmediumübertragende, nicht-druckmediumübertragende Bereiche und/oder Vertiefungen handeln, die alle unter dem Begriff Reliefelemente zusammengefasst werden.

Diese Reliefelemente können im Rahmen der verfahrensbedingten Grenzen, die bereits beschrieben wurden, dadurch gekennzeichnet sein, dass die Reliefelemente

rund und/oder oval und/oder mehreckig sind. Damit ist es möglich bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung fertigungstechnische Aspekte einfließen zu lassen, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Besonders einfach und mit geringstem systemtechnischen Aufwand lassen sich Reliefelemente erzeugen, deren Anordnung regelmäßig ist, da innerhalb der Reproduktion optisch mit einer einfachen Maske oder informationstechnisch bei der Bildbearbeitung mit dem Einfügen eines Rasters gearbeitet werden kann. Beide Herstellverfahren von Druck-oder Gegendruckwalzen sind somit einfach vom Anwender auszuführen und das Ergebnis ist einfach zu kontrollieren. Unter einem vergrößernden optischen Instrument können die gleichmäßigen Abstände der Reliefelemente leicht überprüft werden.

Eine Sonderform der regelmäßigen Anordnung liegt vor, wenn die Reliefelemente in Zeilen arrangiert sind, die in einem Winkel von ungleich 0°, vorzugsweise 90°, zur Laufrichtung angeordnet sind und/oder die, vorzugsweise um etwa einen halben Zeilenabstand, zueinander versetzt sind. Wie Versuche gezeigt haben, kann die Vorrichtung in dieser Form das Verfahren besonders effektiv umsetzen.

Ebenfalls sehr vorteilhaft für das Verfahren ist es, wenn die Anordnung der Reliefelemente unregelmäßig ist, vorzugsweise eine stochastische Anordnung aufweist, wie sie zur Unterdrückung von Moire-Mustern eingesetzt wird. Neben den verfahrenseitigen Vorteilen kann bei dieser Ausführung bei der Herstellung die Druckwalze sehr einfach in den Volltonflächen mit zusätzlichen Strukturen versehen werden, ohne auf beispielsweise eine Orientierung oder ein festes Rastermaß Rücksicht nehmen zu müssen.

Es wird ebenfalls die Vereinfachung der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterstützt, wenn die Volltonflächen der Druckwalze längs der Grenze zu Bereichen mit anderen Halbtonwerten eine Abschlusszone haben, die keine nicht- druckmediumübertragenden Bereiche enthält und die eine Breite von kleiner 0,1 mm, vorzugsweise kleiner 0,05 mm, hat. Bei der Herstellung der Druckwalze würde die Ausbreitung der nicht-druckmediumübertragende Bereiche bis an den Rand der Volltonfläche dazu führen, dass in die Druckvorlage durch die Überlagerung der

erfindungsgemäßen und der bildgebenden Struktur sehr feine Details quasi als Interferenz der beiden Muster eingebracht werden müssten. Durch das Einbringen eines Randstreifens kann die Druckwalze letztendlich einfacher und somit wirtschaftlicher hergestellt werden.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht zusammengefasst darin, dass der Flüssigkeitsfilm zwischen der Druckwalze und dem Substrat stabilisiert und damit der Ribbing-Effekt vermieden wird. Dadurch kann die Druckvorrichtung mit einer wesentlich höheren Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden. Des weiteren wird die gleichmäßige Druckmediumverteilung auf der Druckwalze gefördert. Beide Effekte unterstützen eine konstante Schichtdicke auf dem Substrat. Da die Rasterparameter der eingebrachten Struktur bekannt sind, können diese als zusätzliches Sicherheitsmerkmal verwendet werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des Verfahrens sowie der Vorrichtung anhand der Zeichnungen.

Es zeigen : Fig. 1 ein Verfahren zum Aufbringen von Schichten anhand einer schematischen Darstellung einer Druckvorrichtung, Fig. 2 a, b, c, d Ausschnittsvergrößerungen mit verschiedenen Ausführungsformen aus Figur 1 Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche einer Druckwalze, Fig. 4 eine schematische Seitenansicht und Draufsicht auf eine Druckwalze, Fig. 5 eine Abbildung eines Films einer Druckvorlage.

In Fig. 1 ist das Verfahren anhand einer schematischen Darstellung einer Druckvorrichtung dargestellt. Sie zeigt ein Substrat 1, eine

Druckmediumzuführvorrichtung 2, eine Gegendruckwalze 3, eine Druckwalze 4, einen Walzenspalt 11, sowie eine Druckvorlage 41 und ein Druckmedium 21. Das Substrat 1 wird kontinuierlich zugeführt und bewegt sich in Richtung F durch den Walzenspalt 11, der durch die rotierende Druckwalze 4 und die ebenfalls rotierende Gegendruckwalze 3 gebildet wird. Die Druckwalze 4 trägt die eigentliche Druckvorlage 41. Das Druckmedium 21 wird durch die Druckmediumzuführeinrichtung 2 auf die Druckwalze gebracht und im Walzenspalt 11 auf das Substrat übertragen. Der Kreis II verweist auf die Ausschnittsvergrößerungen, die in Fig. 2 dargestellt sind.

Fig. 2 a, b, c, d präsentieren Ausschnittsvergrößerungen aus Fig. 1 mit verschiedenen Ausführungsformen.

Fig. 2 a zeigt in der Ausschnittsvergrößerung A eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der nicht-maßstabsgetreuen, schematischen Darstellung sind die Druckwalze 4, die Gegendruckwalze 3, das Substrat 1, der Walzenspalt 11 und Substratvertiefungen 50 im Substrat 1 gezeigt. Die Substratvertiefungen 50 sind auf dem Substrat 1 vollflächig oder nur in Teilbereichen verteilt. Bei einem Druckmediumübertrag von der Druckwalze 4 auf das Substrat 1 werden die tieferliegenden Bereiche der Substratvertiefungen 50 nicht direkt benetzt.

Sie bringen dadurch in den übertragenden Flüssigkeitsfilm des Druckmediums kleine Störungen ein. Um trotz der Substratvertiefungen 50 eine Schicht ohne Fehistellen auf dem Substrat 1 zu erzielen, wird der Durchmesser der Substratvertiefungen 50 so klein gewählt, z. B. kleiner als 0,25 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm, dass das Druckmedium durch seine Fliesseigenschaft die Substratvertiefungen 50 überbrückt, d. h. die Fehlstellen quasi ausheilt.

Fig. 2 b zeigt eine alternative Ausführungsform in der Vergrößerung B. Hierbei sind Erhöhungen 52 auf der Rückseite des Substrats 1 eingebracht. Durch den Druck, der durch die Gegendruckwalze 3 und die Druckwalze 4 im Walzenspalt 11 auf das Substrat 1 ausgeübt wird, werden die Erhöhungen 52 derart durchgeprägt, dass auf der anderen Oberfläche des Substrats 1 wieder Substratvertiefungen 50 entstehen.

Da diese Substratvertiefungen 50 in dem Walzenspalt 11 entstehen, d. h. vor oder

während das Druckmedium auf das Substrat 1 übertragen wird, erfüllen sie ebenfalls die Aufgabe durch kleine Störungen den Flüssigkeitsfilm zu stabilisieren. Die Größe der Erhöhungen 52 ist derart ausgelegt, dass Substratvertiefungen 50 gebildet werden, die die bereits beschriebenen Eigenschaften aufweisen.

Fig. 2 c zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des Verfahrens in einer Vergrößerung C. Die Substratvertiefungen 50 auf dem Substrat 1 werden hier durch Gegendruckwalzenvertiefungen 31 durch den beaufschlagten Druck im Walzenspalt 11 hervorgerufen. Die Dimensionierung der Gegendruckwalzenvertiefungen 31 ist wieder so gewählt, dass die erzeugten Substratvertiefungen 50 die bereits beschriebenen Eigenschaften aufweisen.

Fig. 2 d zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens mit einer Druckwalze 4, in die Druckwalzenvertiefungen 41 eingebracht worden sind. Die Druckwalzenvertiefungen 41 befinden sich vorzugsweise in den Volltonbereichen der Druckvorlage. Die Vergrößerung zeigt einen Ausschnitt eines Volltonbereichs. Die Druckwalzenvertiefungen 41 sind vom Durchmesser und von der Tiefe so dimensioniert, dass bei einem Druckmediumübertrag im Walzenspalt die tieferliegenden Bereiche nicht direkt mit dem Substrat in Kontakt treten und es auch keinen direkten Übertrag der Druckfarbe in diesem Bereich gibt. Den Durchmesser wählt man in diesem Beispiel kleiner 0,25 mm, vorzugsweise kleiner 0,1 mm. Er ist dadurch kleiner als die Auflösung der Druckvorrichtung bei dem verwendeten Druckverfahren. Normale Auflösungen sind z. B. 25 Linien/cm und entsprechen damit Abständen von 0,4 mm. Durch diese Dimensionierung entstehen auf dem Substrat keine farblosen Punkte, da das Druckmedium die möglichen Fehlstellen durch Fliessen ausheilt.

Fig. 3 stellt eine schematische Aufsicht auf die Oberfläche einer Druckwalze dar. Es sind die nicht-druckmediumübertragenden Bereiche 7, der zusammenhängende druckmediumübertragende Bereich 8, ein Raster 9, sowie ein Randabstand a und ein Durchmesser b gezeigt. Der druckmediumübertragende Bereich 8 ist mit einem Druckmedium benetzt, im allgemeinen handelt es sich dabei um Farbe, es kann aber auch z. B. ein Ätz-oder Resistlack sein. Die nicht-druckmediumübertragenden

Bereiche sind bei der bevorzugten Anwendung im Flexodruck meist Vertiefungen.

Die Form der nicht-druckmediumübertragenden Bereiche 7 ist in diesem Beispiel kreisrund mit einem Durchmesser b. Dieser ist vorzugsweise kleiner als die Auflösungsgrenze des gewählten Druckverfahrens an der jeweiligen Druckanlage.

Ein entsprechende Auflösung ist beispielsweise 25 Linien/cm, die Auflösungsgrenze beträgt somit 0,4 mm und der Durchmesser b kann kleiner 0,25 mm, vorzugsweise kleiner 0,1 mm gewählt werden. Es können aber auch andere Formen eingesetzt werden, wie z. B. Ovale, Mehrecke, aber auch Sterne, Halbmonde etc. Hier tritt an Stelle der Forderung des kleinen Durchmessers die Forderung, dass an jedem Punkt eines nicht-druckmediumübertragenden Bereichs die Länge der Verbindungslinie zwischen zwei Randpunkten dieses Bereichs durch diesen Punkt kleiner als vorzugsweise die Auflösungsgrenze sein soll. Der Randabstand a ist die Distanz zwischen der Grenze eines nicht-druckmediumübertragenden Bereichs 7 und der Grenze seines nächsten Nachbarns. Es kann dafür der Abstand längs des eingezeichneten Rasters 9 gewählt werden, aber auch der diagonale Abstand zum nächsten Nachbarn. Für alle derart gewählten Abstände gilt, dass sie nicht größer als eine Obergrenze sein dürfen, da sonst die zwischen den nicht- druckmediumübertragenden Bereichen liegenden druckmediumübertragenden Flächen von ihren Abmessungen zu groß werden. Dann stellen diese Flächen wieder Volltonbereiche dar, die den Ribbing-Effekt auslösen können. In diesem Beispiel wird für den Randabstand a ein Wert kleiner 0,25 mm, vorzugsweise 0,1 mm gewählt. Die Anordnung der nicht-druckmediumübertragenden Bereiche ist regelmäßig und kann durch ein Raster 9 repräsentiert werden, das feste Rasterparameter aufweist.

Fig. 4 ist eine weitere schematische Draufsicht auf die Oberfläche einer Druckwalze.

Es sind die nicht-druckmediumübertragenden Bereiche 7, der druckmediumübertragende Bereich 8, eine Rasterlinie 91, eine dazu senkrechte Rasterlinie 92, eine Zeilenlinie 10 und eine dazu versetzte Zeilenlinie 11, die Bewegungsrichtung des Substrats F, sowie ein Winkel a dargestellt. Die Oberfläche der Druckwalze ist hier zusammen mit der Bewegungsrichtung F des Substrats gezeigt, wobei die zusätzliche Strukturierung auf der Druckwalzenoberfläche gegenüber der Bewegungsrichtung verdreht ist. Das Raster 9 ist durch zwei Rasterlinien 91 und 92 angedeutet. Zwischen der Rasterlinie 91 und der

Vorschubrichtung F wird ein Winkel a eingestellt, und somit das Raster gedreht. In einer bevorzugten Ausführungsform nimmt der Winkel a in etwa den Wert 45° an.

Eine andere Art diese Anordnung zu erzeugen, wird mit Hilfe der Zeilenlinien 10 und 11 erklärt. Man erhält in diesem Beispiel die identische Anordnung, wenn die Zeilenlinien in etwa senkrecht zur Vorschubrichtung angeordnet sind und jeweils auf eine Zeilenlinie 10 eine dazu verschobene Zeilenlinie 11 folgt. In der beispielhaften Anordnung ist der Randabstand a", der senkrecht zur Vorschubrichtung F liegt, mit einer Länge von 0,3 mm größer als der Randabstand a'mit einer Länge von 0,15 mm, der parallel zur Vorschubrichtung F ist.

Fig. 5 zeigt einen Film einer Druckvorlage. Es sind die nicht- druckmediumübertragenden Bereiche 7, der zusammenhängende druckmediumübertragende Bereich 8, eine Rasterlinie 91, eine dazu senkrechte Rasterlinie 92, eine Zeilenlinie 10 und eine dazu versetzte Zeilenlinie 11, eine Abschlusslinie 12, die Bewegungsrichtung des Substrats F, ein Winkel a, sowie ein Durchmesser b und ein Randabstand a zu erkennen. Ein solcher Abdruck, ein sog. proof, wird bei der Reproduktion erstellt und repräsentiert die spätere Druckvorlage.

In den Volltonbereich, der dem druckmediumübertragenden Bereich 8 entspricht, sind viele nicht-druckmediumübertragende Bereiche 7 eingebracht worden. Sie weisen eine Durchmesser b von ca. 80 lim auf und haben einen Randabstand a von ca. 200 Mm. Durch die Rasterlinien 91 und 92 ist ein Raster angedeutet, das gegenüber der Bewegungsrichtung des Substrats F um einen Winkel a von etwa 45° verdreht ist. Eine andere Darstellung erfolgt durch die Zeilenlinien 10 und 11, die abwechselnd und zueinander versetzt angeordnet sind. Der Volltonbereich wird an allen Grenzen zu den nichtdruckenden Bereichen, in diesem Fall die Buchstabenfolge TICK und die Fläche unten, mit einer 50 pm breiten ununterbrochenen Abschlusslinie 12 begrenzt. Diese dient zur Bildung eines sauberen, nicht ausgefransten Abschlusses der Volltonfläche.