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/ m ² und 600 g/m ² , bevorzugt zwischen 50 g/m ² und 220 g/ m ² , und besonders bevorzugt zwischen 60 g/ m ² und 150 g/m ²

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