DE10048812B4

DE10048812B4 - Datenträger mit mittels energiereichem Strahl personalisierbaren Echtheitsmerkmalen

Info

Publication number: DE10048812B4
Application number: DE10048812A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Chem. Dr. Schumacher; Dirk Dipl.-Chem. Dr. Fischer
Original assignee: Orga Systems GmbH
Current assignee: Unica Technology AG
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: DE50115346D1; EP1322478A1; ES2339104T3; DE10048812A1; AU2001289780A1; US7188776B2; WO2002026507A1; US20050098636A1; EP1322478B1; ATE457237T1

Abstract

Datenträger jeglicher Art, insbesondere Kunststoffkarten, mit in oder auf dem Kartenverbund (1, 2) auf- oder eingebrachten Echtheitsmerkmalen (3), die mit einem energiereichen Strahl, z. B. einem Laserstrahl (7) oder einem Elektronen- oder Neutronenstrahl, personalisierbar sind, wobei die Intensität und/oder Wellenlänge des Strahls so gewählt ist, dass ein lokales Bleichen der Struktur (4, 4') des Echtheitsmerkmals (3) stattfindet, und wobei mit dem Bleichen die farbaktive Substanz des personalisierbaren Echtheitsmerkmals (3) mindestens teilweise zerstört wird, dadurch gekennzeichnet, dass die personalisierbaren Echtheitsmerkmale (3) lumineszierend ausgebildet sind und dass die Zerstörung der farbaktiven Substanz der personalisierten lumineszierenden Echtheitsmerkmale (3) nicht im sichtbaren Licht erkennbar ist und bei Anregung nicht oder nur teilweise oder andersfarbig als der umgebende Bereich mit den nicht-personalisierten lumineszierenden Echtheitsmerkmalen (3) aufleuchtet.

Description

Die Erfindung betrifft einem Datenträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Nach dem Stand der Technik ist es möglich, schwarze Markierungen mit Laserbeschriftungssystemen zu erzeugen. Dies findet Anwendung in der Laser-Personalisierung, die als wirtschaftliches Verfahren mit hoher Qualität in. vielen Bereichen eingesetzt wird und häufig auch ein Sicherheitsmerkmal darstellt.

Weiterhin finden sogenannte„UV-Farben" in Sicherheitsmerkmalen Verwendung. Diese „UV-Farben" sind erst sichtbar, wenn sie mit UV-Licht zur Fluoreszenz oder Phosphoreszenz angeregt werden. Sie liegen in Druckfarben oder in Fasern vor und werden nach verschiedenen Druckvertahren verarbeitet oder den Substraten Papier oder Kunststoff direkt zugesetzt.

Ein Problem ergibt sich daraus, daß in der Sicherheitstechnik die sogenannten „UV-Farben" zum Einsatz kommen, welche aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz nur unter UV-Licht sichtbar sind, daß aber daraus entwickelte Sicherheitsmerkmale nicht personalisierbar sind. Vielmehr liegen diese Merkmale z. B. in Fall von Wertpapieren oder Kunststoffkarten als Druck oder als Zusatz (Fasern) im Papier oder Kunststoff vor.

Die DE 19711343 A1 offenbart eine photografische Schicht auf einer Plastikkarte zur optischen Individualisierung. Aus dieser Druckschrift ist allgemein eine Laserpersonalisierung bekannt, auch der Einsatz von UV-Farben, IR-Farben als zusätzliche, nicht personalisierte Sicherheitsmerkmale. Die personalisierbare Schicht ist lediglich eine fotografische Schicht, die mehrere Gelatineschichten mit entsprechenden Silberhalogeniden aufweist. Lumineszierende Echtheitsmerkmale, die personalisiert werden, sind nicht erwähnt, sondern lediglich Floureszenzfasern und UV-Druck als zusätzliche, aber nicht personalisierte Sicherheitsmerkmale, zusätzlich zur personalisierbaren Fotoschicht. Es sind noch weitere zusätzliche, nicht personalisierbare Sicherheitsmerkmale als Aufdruck offenbart, nämlich UV-Farben, IR-lesbare Farben, Guillochen, Mikrodruck, optisch variable Farben, oder als Aufprägung, nämlich Hologramme oder Kinegramme, oder als Einbringung eines Kartenchips oder als Einlaminierung eines Magnetstreifens. Die zusätzlichen Sicherheitsmerkmale sind aber nicht personalisierbar bzw. nicht zur Personalisierung vorgesehen. Für die Personalisierung ist ausschließlich die Fotoschicht (mehrere Gelatineschichten mit den entsprechenden Silberhalogeniden) vorgesehen, was mittels Laser geschieht. Die Intensität/Wellenlänge des Lasers wird zur Belichtung dieser Fotoschicht gewählt, was zu einer sichtbaren Markierung im sichtbaren Licht führt und nicht zu einer unsichtbaren Markierung im sichtbaren Licht. Hierzu ist ein ausschließlich einfarbiges, meist schwarz/weißes Laserverfahren offenbart, bei dem das Plastikmaterial infolge der Energieeinwirkung verfärbt wird (Karbonisierung).

Die DE 19849543 A1 offenbart eine Markierung von Fasermantel einer optischen Faser über Ver- oder Entfärben von Pigment mit dem Laser. Aus dieser Druckschrift sind Markierungen von optischen Fasern in Form von selektivem Bleichen mit UV-Laser bekannt, wobei die Markierungen (und die Umgebung) aber unter sichtbarem Licht sichtbar bleiben. Zwar sind Pigmente zur Markierung durch Laserstrahlung bleichbar (entfärbbar), jedoch fehlt es an lumineszierenden Eigenschaften der Pigmente. Weiterhin ist nicht vorgesehen, dass die Zerstörung der farbaktiven Substanz der personalisierten lumineszierenden Echtheitsmerkmale im sichtbaren Licht nicht erkennbar ist und bei Anregung nicht oder nur teilweise oder andersfarbig als der umgebende Bereich mit den nicht-personalisierten lumineszierenden Echtheitsmerkmalen aufleuchtet. Als markierbare Pigmente werden allgemein Farbpigmente, mehrchromatische Farbpigmente, eine Kombination von gelben und blauen Farbpigmenten und Titanoxid genannt. Es sind ausdrücklich keine Lumineszenzpigmente genannt, die personalisiert werden.

Die DE 19840733 A1 offenbart eine Sicherheits-Abdeckfolie mit Rubelfeld und Fluoreszenz-Druckbild. Aus dieser Druckschrift ist allgemein eine Anregung von Sicherheitsmerkmalen mit UV-Strahlung bekannt.

Es ist im bekannten Stand der Technik keine Vorrichtung genannt, bei der entweder eine lokal zu bleichende Struktur Lumineszenz zeigt, oder ein lumineszierendes Echtheitsmerkmal lokal geblichen wird.

Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe, ausgehend von der DE 19849543 A1 , einen Datenträger mit Personalisierung mittels energiereichem Strahl, insbesondere Lasermarkierung, von Echtheitsmerkmalen bereit zustellen, Wobei dieser Datenträger eine erhöhte Sicherheit gegen Fälschung aufweist.

Die Aufgabe wird durch einen Datenträger gelöst, bei der die personalisierbaren Echtheitsmerkmale lumineszierend ausgebildet sind und die Zerstörung der farbaktiven Substanz der personalisierten lumineszierenden Echtheitsmerkmale nicht im sichtbaren Licht erkennbar ist und bei Anregung nicht oder nur teilweise oder andersfarbig als der umgebende Bereich mit den nicht-personalisierten lumineszierenden Echtheitsmerkmalen aufleuchtet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.

Es wird daher ein Datenträger vorgeschlagen werden, mit dem eine Lasermarkierung auf lumineszierenden Stoffen möglich ist, die unter Normalbedingungen nicht, wohl aber mit Hilfe einer UV-Lichtquelle oder einer anderen, geeigneten Anregung sichtbar ist.

Bei dem Datenträger insbesondere mit Lasermarkierung, von lumineszierenden Echtheitsmerkmalen oder Markierungen ist die erzeugte Markierung im Normalzustand nicht sichtbar, wird aber mit Hilfe einer UV-Lampe oder über eine Anregung im elektromagnetischen Feld als negatives Lumineszenz-Bild (Fluoreszenzbild oder Phosphoreszenzbild) sichtbar.

Hierbei wird ein Bleichen der aktiven Lumineszenzpigmente oder -farbstoffe mit Hilfe eines Lasers oder einem anderen, geeigneten Energiestrahl vorgesehen.

Die Erfindung setzt also eine Laser-Personalisierung von UV-Sicherheitsmerkmalen z. B. in Kunststoffkarten voraus und verknüpft die Vorteile von zwei Verfahren, nämlich eine Personalisierung mittels Laserstrahl und darüber hinaus die Personalisierung von Lumineszenz-Stoffen und deren Verifizierung unter UV-Licht oder einem anderen energiereichen Anregungsmedium.

Die Erfindung beansprucht allgemein die Personalisierung von lumineszierenden Echtheitsmarkierungen, gleich welcher Art, auf beliebigen Datenträgern. Ferner wird allgemein auch die Personalisierung von chemo- und/oder biolumineszierenden Stoffen als erfindungswesentlich beansprucht. Es wird daher in der folgenden Beschreibung der Oberbegriff „Lumineszenz„ als Synonym für alle drei Leuchterscheinungen verwendet.

Als Datenträger wird in einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung eine mehrschichtige Kunststoffkarte (z. B. in der Form einer Scheckkarte) beschrieben. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Lediglich aus Vereinfachungsgründen wird im folgenden der Aufbau einer Scheckkarte für die weitere Beschreibung der Erfidung heran gezogen.

Ebenso werden alle möglichen Einbindungen und Einbauorte der lumineszierenden Markierung in einem Datenträger beansprucht. Die Markierung kann daher als Druckfarbe auf eine bestimmte oder auch mehrere Lagen des Datenträgers aufgedruckt oder in anderen Weise aufgebracht sein. Die Markierung kann aber auch in das Kunststoff-Polymer einer oder mehreren Schichten des Datenträgers eingebunden sein. Die lumineszierende Substanz kann auch in den Kleber, den Lack oder als Additiv in das Kunststoffmaterial eingebunden sein.

Zur weiteren Vereinfachung wird unter dem Begriff „UV-Farbe„ allgemein eine Markierung, Substanz oder Echtheitsmerkmal verstanden, die unter Ausnutzung einer Photo- und/oder Chemo- und/oder Bio-Lumineszenz bei Absorption eines energiereichen Lichtes (meist ultraviolettes Licht) eine Leuchterscheinung verursacht. Es wird zwar im Rahmen der Erfindung bevorzugt, daß die Leuchterscheinung im sichtbaren Licht erfolgt. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Für eine maschinelle Echtheitserkennung von Scheckkarten kann deshalb diese Leuchterscheinung auch im nicht-sichtbaren Spektralbereich erfolgen und maschinell ausgewertet werden. Ebenso ist die Erfindung auch nicht auf die Anregung mit UV-Licht beschränkt; es kann daher auch eine Anregung in einem entsprechenden elektromagnetischen Feld vorgesehen werden, welches geeignet ist, die Substanz zum (sichtbaren oder nicht-sichtbaren) Aufleuchten zu bringen.

Zu den verschiedenen Wechselwirkungen zwischen Laserlicht und Materie gehört das Bleichen von farbaktiven Substanzen. Hierbei besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit mit Hilfe eines Laserstrahls diese farbaktiven Substanzen zu zerstören. Beispielsweise wechselt die Körperfarbe eines Pigmente enthaltenden Substrates von farbig nach weiß.

Dieser Vorgang wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet.

Grundvoraussetzung für diesen Prozeß ist, daß die farbaktive Substanz das Laserlicht absorbiert und eine chemische Reaktion eingeht, bei der sie ihre Farbeigenschaften verliert. Im einfachsten Fall erfolgt ein chemischer Abbau der farbaktiven Substanz. Zudem sollte das Laserlicht keine Nebenreaktionen anregen, die zu einer Verfärbung des Substrats führen, und damit kein Bleichen nach weiß bewirken.

Das Prinzip des Bleichens mit Laserlicht läßt sich nun erfindungsgemäß auch auf sogenannte „UV-Farben" übertragen. Diese „UV-Farben" enthalten Pigmente oder Farbstoffe, welche im Normalfall nicht farbig erscheinen oder nur schwach gefärbt sind, durch UV-Absorption oder andere elektromagnetische Anregung aber zur Emission von sichtbarem Licht angeregt werden.

Das Phänomen wird allgemein als „kaltes Leuchten" oder Lumineszenz bezeichnet. Je nach Lebensdauer der angeregten Zustände unterscheidet man Fluoreszenz und Phosphoreszenz, wobei im ersten Fall die Emission sehr schnell erfolgt, im zweiten Fall ein Nachleuchten auch nach der UV-Anregung zu beobachten ist.

Der Begriff „UV-Farben" wird häufig verwendet, ist aber insofern irreführend, als die meisten so genannten Stoffe nicht farbig sind. Zudem wird der Begriff „UV-Farben" in ungenauer Weise für UV-härtende Druckfarben verwendet. Hierbei bezieht sich der Begriff UV nicht auf Lumineszenzeffekte, sondern auf den Mechanismus der chemischen Härtung bei der Verarbeitung.

Beim erfindungsgemäßen Bleichen von „UV-Farben" erfolgt analog zu den Absorptionsfarben eine Zerstörung der farbaktiven Substanz durch intensives Laserlicht. Hierbei soll das Substrat jedoch nicht im sichtbaren Bereich beschädigt oder in ihrem Farbeindruck verändert werden. Es muß daher ein selektiver (UV)-Wellenlängenbereich (Band, im nicht-sichtbaren Bereich) gewählt werden und die Intensität muß so dosiert werden, daß die UV-Farbe selbst durch die Absorption angeregt wird und dann zerfällt, was einem Bleichen entspricht. Auf diese Weise würde man das Bleichen mit sichtbaren Pigmenten machen.

Da „UV-Farben" unter Normalbedingungen nicht oder nur schwach farbig sind, absorbieren sie kaum sichtbares Licht. Daher muß zum Bleichen ultraviolettes Licht eingesetzt werden. Hierbei ist vorzugsweise ein Laser-Wellenlängenbereich zu wählen, der von der eingesetzten „UV-Farbe" besonders gut absorbiert wird.

„UV-Farben", die sich zum Bleichen durch UV-Laserstrahlung eignen, gehören zum Beispiel zu folgenden Stoffklassen:
Zinnsulfidderivate,
Benzoxazinonderivate,
Pyrazolinderivate

Zum Bleichen der„UV-Farben" kann neben ultravioletter auch infrarote Strahlung und/oder Strahlung anderer Wellenlängen verwendet werden, wenn die farbaktiven Stoffe in dem entsprechenden Spektralbereich die jeweilig verwendete Strahlung absorbieren, ohne daß es zu einer sichtbaren Verfärbung der farbaktiven Stoffe kommt.

In einer einfachen Ausführungsform der Erfindung weist das zu markierende Substrat eine gleichmäßige Lumineszenz auf. Dies wird durch einen gleichmäßigen Auftrag von„UV-Druckfarben" oder durch die Einarbeitung der„UV-Farben" in eine polymere Matrix erreicht. Das Substrat kann dann mit Hilfe des Lasers markiert werden, indem die„UV-Farbe" lokal vollständig gebleicht wird. Hierdurch lassen sich zum Beispiel Vektorschriften oder Raster-Scanning Bilder erzeugen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch eine Modulation der Laserleistung ein teilweises Bleichen zu erreichen und somit Graustufenbilder zu generieren.

In einer weitergehenden Ausführung der Erfindung können auch mit„UV-Farben" gedruckte Bilder oder andere Sicherheitsmerkmale, die„UV-Farben" enthalten, nachträglich markiert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

1: Schnitt durch einen vereinfacht dargestellten Kartenaufbau im Ausgangszustand;

2: Schnitt durch den Kartenaufbau nach 1 mit Einwirkung eines Laserstrahls;

3: schematisiert eine Draufsicht auf den Aufbau nach 2;

4: den Kartenaufbau nach 2 und 3 bei Anregung mit energiereichem Licht;

5: die Draufsicht auf den Kartenaufbau nach 4.

In 1 ist in unmaßstäblichen Größenverhältnissen ein Ausschnitt aus einem Kartenaufbau im Schnitt dargestellt. Auf einer Trägerfolie 2 ist hierbei ein lumineszierendes Echtheitsmerkmal 3 angeordnet. Bei der Beleuchtung mit beispielsweise UV-Licht 5 wird die Struktur 4 dergestalt angeregt, daß beispielsweise im sichtbaren Licht 6 ein Aufleuchten erfolgt.

Erfindungsgemäß soll nun dieses Echtheitsmerkmal 3 personalisiert werden. Hierzu wird mit einem Laserstrahl 7 (siehe 2 und 3) beispielsweise ein Schriftzug 8 in die Struktur 4 des Echtheitsmerkmals 3 eingeschrieben. Die Intensität des Laserstrahls ist so gewählt, daß die Struktur 4 lediglich im Bereich der Einwirkung des Laserstrahls in die Struktur 4' übergeführt wird. Hierbei soll die Struktur 4' keine im sichtbaren Licht erkennbare Struktur- oder Farbveränderung aufweisen.

Lediglich bei der Bestrahlung mit UV-Licht 5 soll die Struktur 4' (siehe 5) nicht mehr oder nur sehr schwach lumineszierend aufleuchten, sondern es soll sich ein andersfarbiges Licht 9 oder sogar ein Negativbild im aufleuchtenden Gesamtbild ergeben. Der eingeschriebene Schriftzug 8 leuchtet also nicht oder nur teilweise oder andersfarbig als der umgebende Bereich auf.

Wird die Lumineszenz durch Wahl der Intensität des Laserstrahls 7 so gewählt, daß es nur zu einer Beeinträchtigung der Lumineszenz, nicht aber zu einer Auslöschung kommt, kann sogar bei Bestrahlung mit einer UV-Lampe 10 ein Halbton- oder Graustufenbild als Schriftzug 8 zu erkennen sein.

Selbstverständlich ist das hier erläuterte Ausführungsbeispiel nicht beschränkend für den Schutzbereich anzusehen. Es gelten sämtliche Varianten und Abwandlungen, die im allgemeinen Beschreibungsteil beschrieben wurden. So bedarf es beispielsweise keiner Bestrahlung mit einer UV-Lampe 10, um das Echtheitsmerkmal 3 zum Aufleuchten zu bringen. Es genügt auch die Anregung mit Strahlung anderer Wellenlängen im nicht-sichtbaren Spektralbereich und/oder im elektromagnetischen Wechselfeld.

1: Deckfolie
2: Trägerfolie
3: Echtheitsmerkmal
4: Struktur
4': veränderte Struktur
5: UV-Licht
6: abgestrahltes Licht
7: Laserstrahl
8: Schriftzug (Personalisierung)
9: abgestrahltes Licht
10: UV-Lampe

Claims

Datenträger jeglicher Art, insbesondere Kunststoffkarten, mit in oder auf dem Kartenverbund (1, 2) auf- oder eingebrachten Echtheitsmerkmalen (3), die mit einem energiereichen Strahl, z. B. einem Laserstrahl (7) oder einem Elektronen- oder Neutronenstrahl, personalisierbar sind, wobei die Intensität und/oder Wellenlänge des Strahls so gewählt ist, dass ein lokales Bleichen der Struktur (4, 4') des Echtheitsmerkmals (3) stattfindet, und wobei mit dem Bleichen die farbaktive Substanz des personalisierbaren Echtheitsmerkmals (3) mindestens teilweise zerstört wird, dadurch gekennzeichnet, dass die personalisierbaren Echtheitsmerkmale (3) lumineszierend ausgebildet sind und dass die Zerstörung der farbaktiven Substanz der personalisierten lumineszierenden Echtheitsmerkmale (3) nicht im sichtbaren Licht erkennbar ist und bei Anregung nicht oder nur teilweise oder andersfarbig als der umgebende Bereich mit den nicht-personalisierten lumineszierenden Echtheitsmerkmalen (3) aufleuchtet.
Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das teilweise Bleichen der Struktur (4') des Echtheitsmerkmals (3) durch Modulation der Leistung eines Laserstrahls (7) erreicht wird.
Datenträger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das personalisierte Echtheitsmerkmal (3) unter Einwirkung eines Elektromagnetfeldes zum Aufleuchten gebracht werden kann.
Datenträger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufleuchten des Echtheitsmerkmals (3) durch Photolumineszenz und/oder Chemolumineszenz und/oder Biolumineszenz bewirkbar ist.
Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufleuchten im sichtbaren und/oder im nicht-sichtbaren Spektralbereich erfolgen kann.
Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregung des Echtheitsmerkmals (3) durch UV-Licht (5) und/oder IR-Strahlung erfolgen kann.
Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die farbaktive Substanz des personalisierbaren Echtheitsmerkmals (3) zu den Stoffklassen Zinnsulfidderivate, Benzoxazinonderivate oder Pyrazolinderivate gehört.