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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Materialschichtenanordnung zur Fixierung auf einer Unterlage aus Metall oder Karbon. Die Erfindung betrifft außerdem eine Smartcard mit einem Grundkörper aus Metall oder Karbon. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Materialschichtenanordnung zur Fixierung auf einer Unterlage aus Metall oder Karbon. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer Smartcard mit einem Grundkörper aus Metall oder Karbon.
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Im vorliegenden Text umfasst der Begriff „Metall” Metalle aller Art, also insbesondere auch Stähle und Metallegierungen. Der Begriff „Karbon” umfasst im vorliegenden Text alle diejenigen kohlenstoffbasierten Werkstoffe, die der Fachmann gewöhnlich unter dem Begriff „Karbon” subsumiert, also auch insbesondere verschiedene Graphitsorten und die verschiedenen Arten der als „kohlenstoffaserverstärkter Kohlenstoff” bekannten Werkstoffe.
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Aus dem Stand der Technik sind diverse gemeinhin im weitesten Sinne als „Smartcards” bezeichnete Karten bekannt, beispielsweise Kreditkarten, EC-Karten, Bankautomatenkarten, Debitkarten, Zugangsberechtigungskarten, Zugriffsberechtigungskarten, Krankenkassenkarten, Telefonkarten, Rabattkarten, Kundenbindungssystemkarten, Arbeitszeiterfassungskarten, Zahlkarten, Ausweiskarten, Führerscheinkarten, Schlüsselkarten, Geldkarten, Systemaktivierungskarten, Codekarten, Bahncards, Kopierkarten, Identifikationskarten jedweder Art, Magnetstreifenkarten jedweder Art und viele weitere mehr. Allen diesen aus dem Stand der Technik bekannten sogenannten „Smartcards” im weitesten Sinne ist gemeinsam, dass sie einen Grundkörper aus Plastik aufweisen, weshalb sie umgangssprachlich auch häufig einfach als „Plastikkarten” bezeichnet werden. Gelegentlich wird der Begriff der „Smartcard” in der technischen Literatur enger gefasst als vorstehend angegeben, jedoch soll für die Zwecke der vorliegenden Ausführungen der Begriff „Smartcard” in seinem allerweitesten Sinne verstanden werden und sämtliche Nutzungsarten der aus dem Stand der Technik gemeinhin umgangssprachlich auch einfach als „Plastikkarten” bezeichneten Karten, für die vorstehend einige nicht erschöpfende Beispiele angegeben sind, umfassen.
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Auf dem Grundkörper derartiger Smartcards ist regelmäßig ein Magnetstreifen zur Informationsspeicherung und/oder ein mit Kugelschreiber oder anderem geeignetem Stift (beispielsweise Faserschreiber) beschreibbares Unterschriftsfeld und/oder ein – häufig als Sicherheitsmerkmal fungierendes – Hologrammfeld (welches im folgenden als „Holomag” bezeichnet wird) angebracht.
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Im Stand der Technik besteht der Grundkörper der Smartcards manchmal aus mit Plastikmaterial laminierter Pappe, weit häufiger jedoch vollständig aus Plastikmaterial, weshalb derartige Karten umgangssprachlich regelmäßig auch als „Plastikkarten” bezeichnet werden. Es gibt allerdings nun einen Bedarf dahingehend, derartige Smartcards nicht mit einem Grundkörper aus Plastik, sondern mit einem Grundkörper aus Metall oder aus Karbon herzustellen, um eine bessere mechanische und/oder thermische Widerstandsfähigkeit der Smartcards zu erreichen oder um besondere Gestaltungsmöglichkeiten für extravagante Ansprüche (beispielsweise Kreditkarten aus Platin, Gold oder Silber) ausnutzen zu können.
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Während eine Magnetstreifenfolie und/oder eine Unterschriftsfeldfolie und/oder ein Holomag auf eine laminierte Pappunterlage oder auf eine Plastikunterlage relativ einfach aufgebracht werden kann, ist dies in Bezug auf eine Unterlage aus Metall oder Karbon nicht so ohne weiteres möglich. Das gilt um so mehr für Smartcards, denn die auf Smartcards angebrachten Magnetstreifen und/oder Unterschriftsfelder und/oder Holomags müssen regelmäßig besonders hohe Anforderungen an ihre mechanische Standfestigkeit bzw. Ablöse- oder Abriebfestigkeit erfüllen. Dies gilt in ganz besonders hohem Maße für den Bereich der Kreditkarten bzw. Debitkarten.
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Bislang sind aus dem Stand der Technik kein Verfahren und keine Materialschichtenanordnung bekannt, das bzw. die es ermöglicht, eine Magnetstreifenfolie und/oder eine Unterschriftsfeldfolie und/oder ein Holomag in für Smartcards geeigneter Weise auf einer Unterlage aus Metall oder Karbon zu fixieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Materialschichtenanordnung zur Fixierung auf einer Unterlage aus Metall oder Karbon bereitzustellen. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Smartcard (Smartcard im oben erläuterten allerweitesten Sinne) mit einem Grundkörper aus Metall oder Karbon bereitzustellen. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für die Herstellung einer Materialschichtenanordnung zur Fixierung auf einer Unterlage aus Metall oder Karbon bereitzustellen. Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für die Herstellung einer Smartcard (Smartcard im oben erläuterten allerweitesten Sinne) mit einem Grundkörper aus Metall oder Karbon bereitzustellen.
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Die vorstehend genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch eine Materialschichtenanordnung zur Fixierung auf einer Unterlage aus Metall oder Karbon gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Materialschichtenanordnung gemäß Anspruch 8, durch eine Smartcard nach Anspruch 13 und durch ein Verfahren zur Herstellung einer Smartcard nach Anspruch 17.
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Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnung nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7. Vorteilhafte und bevorzugte Durchführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 8 sind Gegenstand der Ansprüche 9 bis 12. Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Smartcard nach Anspruch 13 sind Gegenstand der Ansprüche 14 bis 16. Eine vorteilhafte und bevorzugte Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 17 ist Gegenstand des Anspruchs 18.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es zeigt:
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1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnung und
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2 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Smartcard.
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1 zeigt schematisch und nicht maßstabsgerecht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnung, deren Zweck es ist, als solche letztlich auf einer Unterlage aus Metall oder Karbon fixiert zu werden. Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnung weist eine obere Lage 1, eine unterhalb der oberen Lage 1 angeordnete mittlere Lage 2 und eine unterhalb der mittleren Lage 2 angeordnete untere Lage 3 auf.
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Die obere Lage 1 ist entweder eine Magnetstreifenfolie 1a (vgl. 2) oder eine mit Kugelschreiber oder anderem geeignetem Stift (beispielsweise Faserschreiber) beschreibbare Unterschriftsfeldfolie 1b (vgl. 2) oder ein Holomag 1c (vgl. 2). Bei manchen Ausführungsbeispielen sind die Magnetstreifenfolie 1a bzw. die Unterschriftsfeldfolie 1b bzw. das Holomag 1c zusätzlich noch mit einem Kleber versehen, etwa nach Art einer sogenannten „selbstklebenden Magnetstreifenfolie” oder allgemein nach Art einer sogenannten „selbstklebenden Folie”.
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Die mittlere Lage 2 ist eine PVC-Folie. Die untere Lage 3 ist ein Klebemittel, welches geeignet ist, PVC einerseits und Metall oder Karbon andererseits miteinander zu verkleben. Ganz besonders bevorzugt ist es, als untere Lage 3 eine doppelseitig klebende Klebefolie zu verwenden. Entsprechende geeignete doppelseitig klebende Klebefolien werden beispielsweise von der Firma 3M hergestellt und vertrieben.
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Die obere Lage 1 ist auf der mittleren Lage 2 fixiert, indem die obere Lage 1 und die mittlere Lage 2 in einem räumlichen Grenzbereich 4, in dem sie unmittelbar aneinandergrenzen, zu einem homogenen Material verschmolzen sind. In diesem Sinne greifen also in ihrem räumlichen Grenzbereich 4 die obere Lage 1 und die mittlere Lage 2 innig ineinander. Ganz besonders bevorzugt ist eine solche Materialschichtenanordnung, bei welcher die obere Lage 1 und die mittlere Lage 2 über die gesamte Fläche des räumlichen Grenzbereiches 4, in dem sie unmittelbar aneinandergrenzen, zu einem homogenen Material verschmolzen sind, so wie es bei dem Ausführungsbeispiel von 1 gezeigt ist.
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Bei vielen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnung hat die obere Lage 1 eine Dicke von 15 μm bis 25 μm, vorzugsweise eine Dicke von 20 μm, die mittlere Lage 2 eine Dicke von 150 μm bis 180 μm und die untere Lage 3 eine Dicke von 20 μm bis 40 μm. Berücksichtigt man die Überlappung der oberen Lage 1 und der mittleren Lage 2 in ihrem räumlichen Grenzbereich 4, so hat bei diesen Ausführungsbeispielen die erfindungsgemäße Materialschichtenanordnung dann eine Dicke von insgesamt ungefähr gut 180 μm bis ungefähr knapp 245 μm. Derartige Abmessungen sind ganz besonders geeignet für den Einsatz erfindungsgemäßer Materialschichtenanordnungen auf Smartcards.
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Um die elektromagnetischen Anforderungen und/oder die thermischen und mechanischen Standfestigkeitsanforderungen beim Einsatz erfindungsgemäßer Materialschichtenanordnungen auf Smartcards mit einem Grundkörper aus dem jeweils elektrisch leitfähigen Material Metall oder Karbon sicher erfüllen zu können, ist es bevorzugt, die Abmessungen der mittleren Lage 2, d. h. ihre Länge und ihre Breite, mindestens so groß zu wählen, dass die mittlere Lage 2 die obere Lage 1 vollständig bedeckt. Ebenso ist es vorteilhaft und bevorzugt, die Ablöse- bzw. Abriebfestigkeit beim Einsatz erfindungsgemäßer Materialschichtenanordnungen auf Smartcards sicherzustellen, indem die Abmessungen der unteren Lage 3, d. h. ihre Länge und ihre Breite, mindestens so groß gewählt werden, dass die untere Lage 3 die mittlere Lage 2 vollständig bedeckt.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnung sind die Länge und (in 1 nicht sichtbar) auch die Breite aller drei Lagen 1, 2 und 3 gleich groß gewählt.
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Falls es sich bei der oberen Lage 1 um eine Magnetstreifenfolie 1a handelt (vgl. 2), so kann bei der zugehörigen Materialschichtenanordnung beispielsweise die Länge aller drei Lagen 1a, 2, und 3 zu 86 mm und die Breite aller drei Lagen 1a, 2 und 3 zu 12,3 mm gewählt werden.
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Falls es sich bei der oberen Lage 1 um eine Unterschriftsfeldfolie 1b handelt (vgl. 2), so kann bei der zugehörigen Materialschichtenanordnung beispielsweise die Länge aller drei Lagen 1b, 2, und 3 zu 49 mm und die Breite aller drei Lagen 1b, 2 und 3 zu 10 mm gewählt werden.
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Falls es sich bei der oberen Lage 1 um ein Holomag 1c handelt (vgl. 2), so kann bei der zugehörigen Materialschichtenanordnung beispielsweise die Länge aller drei Lagen 1c, 2, und 3 zu 16 mm und die Breite aller drei Lagen 1c, 2 und 3 zu 12,4 mm gewählt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnung läuft folgendermaßen ab: Die obere Lage 1 wird bei einer Temperatur von mindestens 50°C, bevorzugterweise mindestens 60°C und noch weiter bevorzugt mindestens 80°C, jedoch höchstens 200°C, bevorzugterweise höchstens 150°C und noch weiter bevorzugt höchstens 100°C auf die mittlere Lage 2 unter Druckeinwirkung aufgepresst, so dass die obere Lage 1 und die mittlere Lage 2 in dem räumlichen Grenzbereich 4, in dem sie unmittelbar aneinandergrenzen, zu einem homogenen Material verschmelzen. Anschließend werden die mittlere Lage 2 und die untere Lage 3 aneinander fixiert. Beispielsweise kann die untere Lage 3 eine doppelseitig klebende Klebefolie sein, welche auf die mittlere Lage 2 aufkaschiert wird. Die untere Lage 3 kann bei anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens aber auch eine Klebepaste sein, die auf die mittlere Lage 2 aufgetragen wird.
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In dem vorstehend angegebenen Temperaturbereich von minimal 50°C und maximal 200°C sind vielerlei Temperaturen für das unter Druckeinwirkung erfolgende Aufpressen der oberen Lage 1 auf die mittlere Lage 2 möglich, wobei sich sowohl die bei diesem Verfahrensschritt verwendete Temperatur als auch der bei diesem Verfahrensschritt verwendete Anpressdruck nach den jeweils konkret für die obere Lage 1 und die mittlere Lage 2 verwendeten Materialen richten. So gibt es vielerlei Sorten PVC mit unterschiedlichen Beimengungen, beispielsweise mit unterschiedlichen Weichmacherbeimengungen, die jeweils entsprechend unterschiedliche Temperaturen für das unter Druckeinwirkung erfolgende Aufpressen der oberen Lage 1 auf die mittlere Lage 2 erfordern. Beispielsweise kann ein erfindungsgemäßes Verfahren so geführt werden, dass die obere Lage 1 bei einer Temperatur von mindestens 75°C oder von mindestens 85°C oder von mindestens 95°C auf die mittlere Lage 2 aufgepresst wird. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann ferner beispielsweise so geführt werden, dass die obere Lage 1 bei einer Temperatur von höchstens 190°C oder von höchstens 170°C oder von höchstens 160°C oder von höchstens 130°C oder von höchstens 110°C auf die mittlere Lage aufgepresst wird.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Smartcard 5 ist rein schematisch und nicht maßstabsgerecht in 2 dargestellt. Die Smartcard 5 gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist einen Grundkörper 6 auf. Der Grundkörper 6 besteht aus Metall oder aus Karbon. Für die Massenfertigung werden Grundkörper 6 aus Karbon oder aus Titan oder aus Aluminium besonders bevorzugt. Für extravagante Sonderanfertigungen werden Grundkörper 6 aus Edelmetall, vor allem aus Gold, Silber oder Platin, bevorzugt.
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Auf dem Grundkörper 6 des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Smartcard 5 sind drei Materialschichtenanordnungen der erfindungsgemäßen Art, wie sie oben mit Bezug auf 1 beschrieben worden waren, fixiert. Dabei weist eine der drei erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen als obere Lage 1 eine Magnetstreifenfolie 1a auf, eine weitere der drei erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen weist als obere Lage 1 eine mit Kugelschreiber oder anderem geeignetem Stift (beispielsweise Faserschreiber) beschreibbare Unterschriftsfeldfolie 1b auf, und noch eine weitere der drei erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen weist als obere Lage 1 ein Holomag 1c auf. Die in 2 nicht sichtbare untere Lage 3 der jeweiligen erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen (vgl. 1) ist bevorzugterweise jeweils eine doppelseitig klebende Klebefolie, die mit ihrer einen Seite an der in 2 ebenfalls nicht sichtbaren jeweiligen mittleren Lage 2 klebt (vgl. 1) und mit ihrer anderen Seite auf den Grundkörper 6 der Smartcard 5 aufgeklebt ist.
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Zwar zeigt 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Smartcard 5 mit drei verschiedenen erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen gemäß 1, jedoch gibt es weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Smartcard, bei denen mehr oder weniger als drei derartige erfindungsgemäße Materialschichtenanordnungen auf dem Grundkörper 6 der Smartcard fixiert sind. Beispielsweise gibt es Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Smartcard, die genau eine einzige erfindungsgemäße Materialschichtenanordnung gemäß 1 aufweisen, wobei diese einzige erfindungsgemäße Materialschichtenanordnung als obere Lage 1 entweder eine Magnetstreifenfolie 1a oder eine mit Kugelschreiber oder anderem geeignetem Stift (beispielsweise Faserschreiber) beschreibbare Unterschriftsfeldfolie 1b oder ein Holomag 1c aufweist. Andere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Smartcard haben genau zwei erfindungsgemäße Materialschichtenanordnungen gemäß 1, wobei eine dieser beiden erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen als obere Lage 1 eine Magnetstreifenfolie 1a aufweist und die andere dieser beiden erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen als obere Lage 1 entweder eine mit Kugelschreiber oder anderem geeignetem Stift (beispielsweise Faserschreiber) beschreibbare Unterschriftsfeldfolie 1b oder ein Holomag 1c aufweist oder wobei eine dieser beiden erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen als obere Lage 1 eine mit Kugelschreiber oder anderem geeignetem Stift (beispielsweise Faserschreiber) beschreibbare Unterschriftsfeldfolie 1b und die andere dieser beiden erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen als obere Lage 1 ein Holomag 1c aufweist. Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Smartcard mit mehr als drei erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen gemäß 1 können beliebige weitere Kombinationen von Magnetstreifenfolie 1a, Unterschriftsfeldfolie 1b und Holomag 1c als jeweilige obere Lage 1 vorkommen, wobei es am wahrscheinlichsten ist, dass neben einer Magnetstreifenfolie 1a und einer mit Kugelschreiber oder anderem geeignetem Stift (beispielsweise Faserschreiber) beschreibbaren Unterschriftsfeldfolie 1b zwei oder mehr Holomags 1c mittels entsprechender erfindungsgemäßer Materialschichtenanordnung auf dem Grundkörper 6 der Smartcard angebracht werden. Überhaupt sind bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Smartcard mit zwei oder mehr auf dem Grundkörper 6 fixierten erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen viele weitere Kombinationen von erfindungsgemäßen Materialschichtenanordnungen mit gleicher oder unterschiedlicher oberer Lage 1 möglich, je nachdem, was für den geplanten Anwendungszweck der jeweiligen Smartcard notwendig, sinnvoll oder aus irgendeinem beliebigen Grunde irgendwie geeignet erscheint.
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Erfindungsgemäße Smartcards 5 können von ihrem Bestimmungszweck her Smartcards 5 im allerweitesten Sinne sein, sofern sie einen Grundkörper 6 aus Metall oder Karbon aufweisen, auf dem mindestens eine Materialschichtenanordnung der erfindungsgemäßen Art, wie sie oben mit Bezug auf 1 beschrieben worden war, fixiert ist. Eine erfindungsgemäße Smartcard 5 kann z. B. eine Kreditkarte und/oder eine EC-Karte und/oder eine Bankautomatenkarte und/oder eine Debitkarte und/oder eine Zugangsberechtigungskarte und/oder eine Zugriffsberechtigungskarte und/oder eine Krankenkassenkarte und/oder eine Telefonkarte und/oder eine Rabattkarte und/oder eine Kundenbindungssystemkarte und/oder eine Arbeitszeiterfassungskarte und/oder eine Zahlkarte und/oder eine Ausweiskarte und/oder eine Führerscheinkarte und/oder eine Schlüsselkarte und/oder eine Geldkarte und/oder eine Systemaktivierungskarte und/oder eine Codekarte und/oder eine Bahncard und/oder eine Kopierkarte und/oder eine Identifikationskarte im weitesten Sinne und/oder eine Magnetstreifenkarte im weitesten Sinne sein.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Smartcard 5 wird zunächst der Grundkörper 6 der Smartcard 5 aus Metall oder Karbon geformt, und anschließend wird mindestens eine Materialschichtenanordnung der erfindungsgemäßen Art, wie sie oben mit Bezug auf 1 beschrieben worden war, auf den Grundkörper 6 aufgeklebt. Bevorzugterweise ist diese mindestens eine im vorangegangenen Satz genannte erfindungsgemäße Materialschichtenanordnung vor ihrem Aufkleben auf den Grundkörper 6 gemäß einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt worden.
