DE2701176C2 - Dokument und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dokument mit einem Informationsträger, in dem eine Echtheilsinformation verborgen ist.

DokcmenJc wie Identitätskarten, Kreditkarten, vorbezahltc schrittweise entwertbare Zahlungsmittel. Fahrkarten, Eintrittskarten u. dgl., die eine Echtheitsinformation enthalten, sind in mannigfaltiger Art bekannt. Die meisten bekannten Dokumente können mit verhältnismäßig geringem Aufwand gefälscht werden. Zur Erhöhung der Fälschungssicherheit ist es bekannt, eine Echtheitsinformation in Form von optischen Markierungen in das Dokument einzugeben und diese hinter Schutzschichten, die für sichtbares Licht undurchlässig sind, dem menschlichen Auge zu verbergen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dokument zu schaffen, in welchem eine Echtheitsinformation auf eine bisher nicht bekannte Weise verborgen ist und das nur mit sehr hohem Aufwand gefälscht, in der legitimen Massenproduktion aber dennoch auf einfache Weise hergestellt werden kann.

Die Erfindung besteht darin, daß in den Informationsträger ein elastisches Spannungsfeld eingegeben ist, das durch Energiezufuhr in eine Reliefstruktur umformbar ist.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiek der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert

Es zeigt

F i g. 1 ein Dokument, F i g- 2 und 3 je einen Informationsträger im Schnitt, F i g. 4 ein Diagramm und F i g. 5 einen weiteren Informationsträger im Schnitt.

In der F i g. 1 bedeutet 1 ein Dokument, das eine Identitätskarte, eine Kreditkarte, eine Fahrkarte, ein Check, eine Eintrittskarte, ein vorbezahltes schrittweise entwertbares Zahlungsmittel usw. sein kann. Das Dokument 1 besitzt einen Informationsträger 2, in den ein elastisches Spannungsfeld eingegeben ist Dieses Spannungsfeld kann sich gleichmäßig über die gesamte Fläche oder über eine Teilfläche des Informationsträgers 2 erstrecken; es kann aber auch in eine Vielzahl gesonderter Einzelfelder unterteilt sein. Das Dokument 1 kann ferner ein Informationsfeld 3 aufweisen, in dem visuell und/oder maschinell auslesbare Informationen gespeichert sind.

Um die Echtheit des Dokumentes zu prüfen, wird ein ausgewählter Teilbereich 4 des Informationsträgers 2 einer Strahlungseinwirkung oder einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt Dies bewirkt, daß das elastische Spannungsfeld im betreffenden Teilbereich 4 in eine Reliefstruktur 5 umgeformt wird, die kennzeichnend ist für ein echtes Dokument. Die Reliefstruktur 5 kann maschinell, visuell, durch Abfühlen mit dem Finger usw. nachgewiesen werden. Ein maschineller Nachweis erfolgt vorzugsweise in einem optischen Lesegerät, dessen Strahlengang durch eine echte Reliefstruktur 5 in charakteristischer Weise modifiziert wird.

Die Teilbereiche 4 können im Vergleich zur Gesamtfläche des elastischen Spannungsfeldes ohne weiteres genügend klein gewählt werden, so daß die Anzahl möglicher Echtheitsprüfungen praktisch unbegrenzt ist. Es ist auch möglich, jedem der Teilbereiche 4 eine bestimmte Werteinheit zuzuordnen und das Dokument 1 als Zahlungsmittel einzusetzen, das beim Bezug einer Ware oder einer Dienstleistung dadurch schrittweise entwertet wird, daß in einer dem Bezug entsprechenden Anzahl Teilbereiche 4 das elastische Spannungsfeld durch Strahlungseinwirkung in die Reliefstruktur5 umgeformt wird.

Fur den Informationsträger 2 eignen sich alle Arten von Werkstoffen, in die ein durch Energiezufuhr in eine Reliefstruktur umformbares Spannungsfeld eingegeben werden können. Besonders gut geeignet sind thermoplastische Werkstoffe mit einem elastischen Spannungsfeld, das durch Wärmeeinwirkung entspannt werden kann und dadurch eine Reliefstruklur in der Oberfläche des Informationsträgers 2 erzeugt. Das elastische Spannungsfeld wird vorzugsweise durch ein Prägeverfahren in den Informationsträger 2 eingegeben, wie im folgenden gezeigt wird.

Die Fig. 2a zeigt den aus thermoplastischem Werkstoff bestehenden Informationsträger 2 im Ausgangszustand. Seine Oberfläche weist eine charakteristische Reliefstruktur 6 auf, die im dargestellten Beispiel ein rechtcckförmiges Furchenprofil besitzt und z. B. ein

Phasenbeugungsgitter sein kann. Diese Reliefstruktur 6 kann unmittelbar bei der Herstellung des Informationsträgers oder in einem anschließenden Prägevorgang mittels entsprechend strukturierten Kaianderrollen oder Prägematrizen erzeugt werden. Die strukturierte '< Oberfläche des Informationsträgers 2 wird unter Anwendung von Druck und Wärme mit einer ebenen, völlig glatten Prägematrize derart glattgeprägt, daß gemäß der F i g. 2b eine glatte Oberfläche 7 entsteht. Bei geeigneter Wahl der Prägebedinungen verschwindet κ hierbei die Reliefstruktur 6 vollständig und wird in ein elastisches Spannungsfeld 8 umgeformt das durch die starke Formänderung des thermoplastischen Werkstoffes in den hohen Regionen der Reliefstruktur 6 und die geringe Formänderung in den tiefen Regionen der r Reliefstruktur 6 entsteht

Bei der Echtheitsprüfung des Dokumentes 1, in das auf die beschriebene Weise eine Echtheitsinformation in Form des elastischen Spannungsfeldes 8 eingegeben ist, wird der Informationsträger 2 mit einem Heizelement in ι einem ausgewählten Teilbereich 4 über die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Werkstoffs hinaus erwärmt. Dadurch wird das elastische Spannungsfeld 8 entspannt und gemäß der Fig.2c in die Reliefstruktur 5 umgeformt, die im wesentlichen der > ursprünglichen Reliefstruktur 6 entspricht. Dies setzt selbstverständlich voraus, daß kein oder nur ein geringer Druck auf den Informationsträger 2 ausgeübt wird. Wenn das Heizelement beim Erwärmen des Informationsträgers 2 stark auf diesen gepreßt wird, so ι wird die Oberflächenstruktur des Heizelementes in den Informationsträger geprägt

Die Fig.3a zeigt einen Informationsträger 9, der im Ausgangszustand eine Reliefstruktur 10 aufweist, welche ein Facettenprofil mit sägezahnförmigem ι Querschnitt und einer Periodizität von etwa 30 Mikron darstellt. In die Oberfläche dieses Informationsträgers wird, wie die Fig.3b zeigt, eine von der Reliefstruktur 10 verschiedene Reliefstruktur 11 eingeprägt, die im dargestellten Beispiel einen sinusförmigen Querschnitt mit einer Periodizilät in der Größenordnung von einigen Mikron aufweist. Beim Prägen der zweiten Reliefstruktur 11 verschwindet die erste Reliefstruktur 10 und wird in ein Spannungsfeld 12 umgeformt, das gemäß der Fig.3c durch Wärmeeinwirkung wieder j entspannt werden kann. Es wurde gefunden, daß die Wiederherstellung der ersten Reliefstruktur 10 erfolgt, bevor die zweite Reliefstruktur 11 verschwindet, so daß bei sorgfältiger Wahl der Temperatur eine neue Reliefstruktur 13 entsteht, «iie der Überlagerung der Reliefstrukturen 10 und 11 entspricht. Die optische Wirkung der Reliefstruktur 13 unterscheidet sich wesentlich von jener der Reliefstruktur 11.

Die F i g. 4 zeigt den typischen Verlauf der Zugfestigkeit ob und der Dehnung o_g eines thermoplastischen Werkstoffes in Abhängigkeit von der Temperatur T. Der Übergang vom festen in den thermoelastischen Zustandsbereich bei der Glasübergangstemperatur T_f zeichnet sich durch einen starken Abfall der Zugfestigkeit ob und einen steilen Anstieg der Dehnung dg aus. Bei 1 der Fließtemperatur Tt erfolgt der Übergang vom thcrmoelastischen in den thermoplastischen Zustandsbereich. Um ein ausgeprägtes Erinnerungsvermögen des Informationsträgers 2 bzw. 9 an die erste Reliefstruktur 6 (F i g. 2a) bzw. 10 (F i g. 3a) zu erzielen, wird die glatte Oberfläche 7 bzw. die zweite Rclicfstruktur 11 vorteilhaft im thermoelastischen Zustandsbereich in den Informationsträger 2 eingeprägt Die erste Reliefsiruktur 6 bzw. 10 wird aus demselben Grund vorzugsweise im thermoplastischen Zustandsbereich in den Informationsträger 2 eingegeben. Damit die erste Reliefstruktur 6 bzw. 10 wieder hervortritt, genügt eine Erwärmung des Informationsträgers 2 bzw. 9 auf eine Temperatur im Bereich der Glasübergangstemperatur Tg, weshalb der Energiebedarf zur Umformung des elastischen Spannungsfeldes 8 bzw, 12 in die Reliefstruktur 5 bzw. 13 gering ist.

Das Einprägen der zweiten Reliefstruktur 11 ermöglicht eine weitere Erhöhung der Fälschungssicherheit. Bei der Echtheitsprüfung eines Dokumentes mit dem Informationsträger 9 wird vorerst das Vorhandensein der zweiten Reliefstruktur 11 geprüft, was je nach Art und Feinheit dieser Reliefstruktur visuell, durch Abfühlen und/oder maschinell erfolgen kann. Sodann wird in einem ausgewählten Teilbereich 4 (Fig. 1) durch Wärmeeinwirkung die Reliefsiruktur 13 hervorgerufen und diese ebenfalls auf Echtheit geprüft.

Anhand der Fi g. 5 wird die Möglichkeit erläu.'ert, in einen aus zwei thermoplastischen Seichten 14, 15 bestehenden Informationsträger 16 zwei Sp^nnungsfeider 17, 18 einzugeben, die durch Wärmeeinwirkung nacheinander in je eine Reliefstruktur umgeformt werden können. Das Spannungsfeld 17 wird durch Prägen eb.er glatten Oberfläche 19 in die zuvor strukturierte Oberfläche der als Substrat dienenden Schicht 14 eingegeben (Fig. 5a). Sodann wird die Schicht 14 mit der Schicht 15 beschichte!, die dünn sein soll im Vergleich zur Periodizität des Spannungsfeldes 17. Durch Prägen wird das Spannungsfeld 18 und gegebenenfalls eine Reliefstruktur 20 in die Schicht 15 eingegeben. Der so behandelte Informationsträger 16 kann drei verschiedene Oberflächencharakteristiken aufweisen, nämlich jene der zuletzt eingeprägten Oberfläche (Reliefstruktur 20 in der Fig. 5b), die Oberflächencharakteristik einer durch Wärmeeinwirkung aus dem Spannungsfeld 18 gebildeten Reliefstruktur 21 (Fig-5c) und schließlich die Oberfläehenciiarakteristik einer durch erhöhte Wärmeeinwirkung aus dem Spannungsfeld 17 entstehende Reliefstruktur 22 (Fig. Jd). Zur Echtheitsprüfung eines Dokumentes, das einen solchen Informationsträger 16 aufweist, können die drei verschiedenen Oberflächencliarakteristiken nacheinander optisch oder auf andere Weise geprüft werden.

Die Schichten 14, 15 bestehen vorzugsweise aus zwei unterschiedlichen thermoplastischen Werkstoffen, wobei die Glasübergangstemperatur Tg der Schicht 14 über ι der Fließtemperatur Ti der Schicht 15 liegt. Dadurch wird auf einfache Weis? ermöglicht, das Spannungsfeld 18 bei einer Temperatur in die Schicht 14 einzugeben und später wieder zu entspannen, die für eine Deformation des Spannungsfeldes 17 nicht ausreicht Es ist auch denkbar, für die Schichten 14 und 15 das gleiche Material zu wählen ond die Wärmeeinwirkung beim Eingeben bzw. Entspannen des Spannungsfeldes zeitlich so zu begrenzen, daß der Wärmefluß nicht bis zum Spannungsfeld 17 vordringen kann. , Die Reliefstrukturen 5,6,10,11,13,20,21 und 22 sind vorzugsweise solcher Art. daß sie einfallendes Licht in charakteristischer Weise beugen, brechen oder reflektieren. Dies bringt einerseits eine hohe Fälschungssicherheit mit sich, da solche Reliefstrukturen nur sehr , schwer nachgeahmt werden können, und ermöglicht andererseits eine maschinelle oplische Echtheitsprüfung der Reliefstrukturen. Die Feinheit solcher Reliefstrukturen kann sich erstrecken von Fresncl-Strukturen mit

27 Ol 176

einer l'eriodi/.ität in der Größenordnung von 30 Mikron und mehr bis zu Bcugungs Strukturen und holografischen Reliefstrukturcn mit einer I'eriodizität in tier Größenordnung von einem Mikron.

Das Auslesen der in den Relicfstrukiuren enthaltenen Ixhtheitsinformation kann in bekannter Weise anhand der reflektierten Strahlung erfolgen. Um dies zu ermöglichen, wird auf den Informationsträger 2, 9 b/w. 16 vor oder nach den ein/einen l'ragevorgängcn eine dünne Reflexionsschicht aufgetragen. Natürlich ist es auch möglich.die transmittierte Strahlung abzufragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuniien

Claims (7)

27 Ol 176 Patentansprüche;

1. Dokument mit einem Informationsträger, in dem eine Echtheitsinformation verborgen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Informationsträger (2; 9; 16) ein elastisches Spannungsfeld (8; 12; 17; 18) eingegeben ist, das durch Energiezufuhr in eine Reliefstruktur (5; 13; 21; 22) umformbar ist

2. Dokument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (2; 9; 16) aus thermoplastischem Werkstoff besteht und daß das elastische Spannungsfeld (8; 12; 17; 18) durch Wärmeeinwirkung in die Reliefstruktur (5; 13; 21; 22) umformbar ist

3. Dokument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Informationsträger (9; 16) eine von der Reliefstruktur (13; 21; 22) verschiedene weitere Relieferuktur (11; 20) eingeprägt ist.

4. Dokument nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (16) aus mindestens zwei Schichten (14; 15) aus thermoplastischem Werkstoff besteht und daß in jede dieser Schichten (14; 15) ein elastisches Spannungsfeld (17; 18) eingegeben ist, das durch Wärmeeinwirkung in eine Reliefstruktur (21; 22) umformbar ist.

5. Dokument nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reliefstruktur (13; 21; 22) und/oder die weitere Reliefstruktur (11; 20) eine charakteristische Brechung, Reflexion oder Beugung einfallenden Lichtes hervorruft.

6. Verfahren zur Herstellung >;,nes Dokumentes mit einem Informationsträger, in dem eine Echtheitsinformation verborgen ist, r ich einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Informationsträger (2; 9; 16), der aus thermoplastischem Werkstoff besteht und eine erste Reliefstruktur (6; 10) aufweist, eine glatte Oberfläche (7; 19) oder pine zweite Reiiefstruktur (11; 20) so eingeprägt wird, daß die erste Reliefstruktur (6; 10) verschwindet und in das elastische Spannungsfeld (8; 12; 17; 18)umgeformt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reliefstruktiir (6; 10) im thermoplastischen Zustandsbereich und die glatte Oberfläche (7; 19) bzw. die zweite Reliefstruktur (11; 20) im thermoelastischen Zustandsbereich in den Informationsträger (2;9; 16) geprägt wird.