DE4445822A1 - Datenträger und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Datenträger, wie eine Aus­ weiskarte, Kreditkarte oder dergleichen, mit wenigstens einer Kunststoffschicht, die in bestimmten Bereichen mit Hilfe eines Lasers eingebrachte Informationen aufweist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Bei den hier angesprochenen Datenträgern handelt es sich um beliebige Informationsträger mit visuell lesbaren Daten, wie z. B. Visitenkarten oder Etiketten etc. Im speziellen betrifft die Erfindung allerdings Identifika­ tionsdokumente, wie Ausweiskarten, Chipkarten, Pässe oder dergleichen, die neben allgemeinen Informationen, individuelle, meist benutzerbezogene Informationen auf­ weisen. Hierbei handelt es sich üblicherweise um Daten, wie Name, Geburtstag, Unterschrift und Foto des Benut­ zers. Diese individuellen Daten müssen gegen Manipula­ tionen und Fälschungen geschützt werden. Mit wachsender Verbreitung von qualitativ hochwertigen und preisgünsti­ gen Reproduktionsverfahren und -geräten, wie Scannern, Farbkopierern oder CAD-Systemen, wird die Anfertigung täuschender Nachahmungen echter Ausweise immer leichter, so daß immer neue und technisch aufwendigere Echtheits­ merkmale entwickelt werden müssen. In den letzten Jahren haben sich in erster Linie hologrammähnliche Oberflä­ chenstrukturen als Echtheitskriterium durchgesetzt, da sie einen visuell auffälligen, optisch variablen Farbef­ fekt liefern, der von Kopiergeräten nicht wiedergegeben werden kann. Zudem ist die Gefahr von Totalfälschungen sehr gering, da die Herstellung von Hologrammen sehr teuer ist und auch in technischer Hinsicht einiges Know-how erfordert.

Andererseits führt gerade dieser Umstand dazu, daß für bestimmte Produkte, inbesondere wenn sie in kleinen Stückzahlen hergestellt werden, ein derartiger Aufwand wirtschaftlich gesehen nicht gerechtfertigt ist.

Sehr häufig werden daher die Hologrammstrukturen separat als Transfer-Prägehologramm hergestellt und unter Hitze- und Druckeinwirkung in bestimmten Bereichen auf den Da­ tenträger übertragen. Die Schichtstärken der Hologramm­ elemente sind zwar sehr gering, aber dennoch ist es bei geschickter Handhabung möglich, eine solche Schicht­ struktur von einem echten Dokument abzulösen und auf ein gefälschtes zu übertragen.

Im Zusammenhang mit Pässen ist ein Echtheitsmerkmal be­ kannt geworden (EP 0 523 304 A1), das diesen Nachteil nicht aufweist und zudem einen durch Kopiergeräte nicht reproduzierbaren visuellen Effekt erzeugt. Hier wird in den Paß neben der üblichen mit wenigstens einer Kunst­ stoffolie laminierten Datenseite eine weitere Kunst­ stoffolie vorgesehen, in die zumindest in einem Teilbe­ reich eine Farbschicht eingebettet ist. Das Foto des Paßinhabers, welches auf die Datenseite aufgeklebt wird, dient als Vorlage für eine mechanische Gravur in der Farbschicht, so daß die Bildinformation im fertigen Paß zweimal vorhanden ist, einmal als belichteter Film, sprich als normales Foto, und einmal in Form einer Gra­ vur.

Aus der EP 0 518 363 A1 ist eine ähnliche Vorgehensweise bekannt mit dem einzigen Unterschied, daß die Bildinfor­ mation hier in einen speziellen Schichtaufbau graviert wird, so daß das Bild im Auflicht kaum, im Durchlicht dagegen sehr gut sichtbar ist. Im einfachsten Fall be­ steht der Schichtaufbau aus einer Kunststoffschicht be­ stimmter Kapazität, die von einer Gravurschicht, d. h. einer Farbschicht höherer Kapazität abgedeckt wird.

Die zu schützenden Daten, hier das Foto, können zwar relativ einfach durch Austauschen des Fotos gefälscht werden, die praktisch nicht veränderbare Gravur bietet jedoch eine gute Möglichkeit, einen derartigen Fäl­ schungsversuch aufzudecken.

Das Herstellungsverfahren für einen derartigen Paß wird durch die zusätzliche Gravur allerdings sehr aufwendig, da vor dem Binden des Passes das einzuklebende Original­ foto pixelweise abgetastet und direkt auf elektronischem Weg in eine Bewegung des Gravierstichels umgesetzt wer­ den muß. Im Anschluß an den Graviervorgang muß eine fe­ ste Zuordnung zwischen Originalfoto, gravierter Paßseite und möglicherweise weiteren individualisierten Datensei­ ten gewährleistet werden, bis der Paß schließlich fer­ tiggebunden ist.

Darüber hinaus müssen für dieses Verfahren sehr feine Stichel verwendet werden, um eine ausreichende Bildqua­ lität gewährleisten zu können. Diese unterliegen jedoch einem hohen Verschleiß. Zudem verläuft dieser Abnut­ zungsprozeß kontinuierlich, so daß dieses Verfahren kei­ ne gleichbleibend hohe Gravurqualität liefert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Datenträger sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung vorzuschlagen, der ein Echtheitsmerkmal aufweist, das weder manipulierbar noch kopierbar ist, und am fertigen Produkt einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Ober­ flächenbeschaffenheit einer Kunststoffolie mittels eines entsprechend gesteuerten Lasers verändert werden kann, ohne Verfärbungen im Kunststoffmaterial zu erzeugen. Dadurch entstehen Bereiche mit unterschiedlichen Licht­ streu-Eigenschaften, die bei Betrachtung im Auflicht unter Umständen visuell nicht zu erkennen sind und erst bei Betrachtung im Glanzwinkel deutlich hervortreten. So können durch die Hitzeeinwirkung des Lasers beispiels­ weise glatte Oberflächen aufgerauht, rauhe Oberflächen geglättet, transparente Materialien getrübt, trübe Mate­ rialien geklärt oder ganze Schichtbereiche abgetragen werden.

Die Laserbeschriftung mit ihren vielschichtigen Vortei­ len gehört seit langem zur gängigen Praxis bei der Per­ sonalisierung von Identitätsdokumenten (DE 29 07 004 C2, DE 30 48 736 A1, DE 31 51 407 C1). Da eines der vorherr­ schenden Probleme auf diesem Gebiet die fälschungssi­ chere Aufbringung von personenbezogenen Daten ist, wurde diese Technik jedoch ausschließlich unter dem Gesicht­ spunkt diskutiert und weiterentwickelt, deutlich lesba­ re, zu ihrer Umgebung kontrastierende Informationen in Form von Materialverfärbungen zu erzeugen.

Aber auch das Abtragen von Farbschichten mit Hilfe eines Lasers wurde in diesem Zusammenhang bereits diskutiert. Die DE 30 48 733 A1 beispielsweise beschreibt eine Aus­ weiskarte, die mit mehreren Schichten unterschiedlicher Farbe versehen ist. Die Personalisierung erfolgt durch selektiven Schichtabtrag, so daß die unter der obersten Farbschicht befindlichen Farbschichten sichtbar werden und aufgrund ihres Kontrasts zu den anderen Farbschich­ ten die Informationen lesbar machen. Da bei diesen Ver­ fahren allerdings mehrere Abtragungsvorgänge notwendig sind, um eine vollständige Abtragung der einzelnen Schichten zu erreichen, wird in der EP 0 372 274 A1 vor­ geschlagen, zwischen den einzelnen Farbschichten eine transparente, lasersensibilisierte Lackschicht anzuord­ nen, um Toleranzen in den Schichtdicken abfangen zu kön­ nen. Bei der Beaufschlagung mit Laserlicht wird ein Teil der Lackschicht thermisch abgebaut, so daß in dem be­ strahlten Bereich zusammen mit der Lackschicht die darü­ ber angeordnete Farbschicht entfernt wird. Nach der Be­ schriftung des Datenträgers erkennt man durch die zum Teil abgetragene transparente Lackschicht hindurch die darunterliegende Farbschicht.

Im Gegensatz hierzu ist es ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß die Materialbearbeitung durch den Laser ohne Verfärbung des Substratmaterials bzw. ohne farb­ liche Kontrasterzeugung zur Umgebung erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine ein- oder mehrschichtige Kunststoffausweiskarte mit glatter Oberfläche in einem bestimmten Bereich mit einem Mikro­ relief in Form von Zeichen, Mustern oder dergleichen versehen. Der Laser, seine Leistung sowie das Kunst­ stoffmaterial müssen hierbei so aufeinander abgestimmt sein, daß das Kunststoffmaterial unter der Einwirkung des Lasers nicht verfärbt wird. Das Mikrorelief weist eine so feine Struktur auf, daß es im Auflicht nicht zu erkennen ist und erst unter dem Glanzwinkel in Erschei­ nung tritt.

Umgekehrt kann die Ausweiskarte auch während des Lami­ niervorgangs in einem Teilbereich mit einer rauhen Ober­ flächenstruktur versehen werden, indem die Laminierplat­ ten an entsprechender Stelle mit der Negativstruktur versehen werden und somit der Deckfolie das Relief auf­ prägen. Bei der Einbringung des Sicherheitsmerkmals wer­ den die bestrahlten Bereiche durch die Hitzeeinwirkung des Lasers erweicht, so daß die Reliefstruktur in diesen Bereichen verlorengeht und die Oberfläche der Karte ge­ glättet wird. Auch diese Informationen sind vornehmlich unter dem Glanzwinkel sichtbar.

Diese Unterschiede im optischen Streuverhalten können mit den üblicherweise in Reproduktionsgeräten verwende­ ten Beleuchtungsverfahren nicht erkannt werden. In aller Regel sind solche Effekte mit diesen Verfahren auch nicht nachstellbar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die von außen zugängliche Kunststoffolie eines Datenträgers in Form von Zeichen oder Mustern graviert, d. h. das Kunststoff­ material wird mit Hilfe des Lasers verdampft, so daß Vertiefungen in Form von lesbaren Informationen im Kunststoffmaterial entstehen.

Diese Art der Kennzeichnung läßt sich insbesondere vor­ teilhaft bei der Herstellung von Pässen einsetzen. In diesem Fall werden zumindest Teile der in Form eines farblichen Kontrasts erzeugten und damit gut lesbaren Personalisierungsdaten nochmals in Form einer farblosen Lasergravur auf dem Dokument vorgesehen. Die Gravur kann hierbei beispielsweise direkt unter oder über der jewei­ ligen gedruckten oder farblich kontrastierend gelaserten Information angeordnet sein, um einen schnellen Ver­ gleich der beiden Informationen zu ermöglichen.

Es ist aber ebenso denkbar, die gravierte Information auf einem separaten Informationsträger anzuordnen. Dies bietet sich insbesondere bei buchförmigen Pässen an, die ohnehin mehrere Datenblätter enthalten. So kann neben dem auf übliche Weise laserbeschrifteten Datenblatt ein weiteres aus Kunststoff bestehendes oder mit einer Kunststoffolie laminiertes Datenblatt vorgesehen werden, in welches zumindest Teile des benutzerbezogenen Daten­ satzes, z. B. das Foto des Inhabers, durch Materialabtrag mit einem Laser eingraviert werden. Die Kunststoffolie kann in diesem Fall eine beliebige Opazität aufweisen. Ist sie transparent, so können die gravierten Informa­ tionen vornehmlich unter dem Glanzwinkel gut gelesen werden. Bei der Verwendung opaker oder transluzenter Folien kann auch bin Wasserzeicheneffekt erzeugt werden, indem die Kunststoffolie vor der Gravur mit einer Farb­ schicht oder Kunststoffolie höherer Opazität versehen wird. Dadurch tritt die Gravur im Auflicht kaum in Er­ scheinung, wird jedoch bei Betrachtung im Durchlicht aufgrund der unterschiedlich lichtdurchlässigen Bereiche deutlich erkennbar.

Die Lasergravur hat gegenüber dem mechanischen Gravier­ verfahren den entscheidenden Vorteil, daß mit ihr Gravu­ ren von gleichbleibend hoher Qualität erzeugt werden können, da keine Verschleißteile, wie ein Stichel etc., benötigt werden. Ferner kann sie am fertigen Paßdokument durchgeführt werden.

Die Erzeugung des erfindungsgemäßen Echtheitsmerkmals kann sehr vorteilhaft in den Beschriftungsprozeß des Da­ tenträgers integriert werden, insbesondere wenn der Da­ tenträger ohnehin mit einem Laser farblich kontrastie­ rend beschriftet wird. Bei der Beschriftung von Identi­ tätsdokumenten werden üblicherweise alle benutzerbezoge­ nen Daten, wie Foto, Name, Unterschrift etc. zu einem einzigen digitalen Datensatz verknüpft, der schließlich zur Steuerung der einzelnen eingesetzten Informations­ ausgabevorrichtungen, wie Laserdrucker, Tintenstrahl­ drucker oder Laserstrahl etc. verwendet wird. Im Rahmen der Erfindung werden zu diesem Datensatz die ohne Farb­ kontrast darzustellenden Informationen hinzugefügt. Sol­ len bestimmte Teile des ursprünglichen Datensatzes noch­ mals in Form von unterschiedlich lichtstreuenden Berei­ chen auf dem Datenträger vorgesehen werden, so müssen sie mit einer Kennzeichnung versehen werden, die für eine nochmalige Laserung dieser Daten mit einem anderen Laser sorgt.

Unter Umständen ist es auch denkbar, für die kontrastie­ rende Laserbeschriftung und die farblose Laserbearbei­ tung ein und denselben Laser, z. B. einen Nd:YAG-Laser, zu benutzen. Aus dem Bereich der kontrastierenden Laser­ beschriftung ist bekannt, daß erst ab einer bestimmten Laserleistung eine Verfärbung stattfindet, die bei wei­ ter steigender Laserleistung stärker wird und schließ­ lich zum vollständigen Verbrennen des Materials führt. Mit Hilfe eines leistungssteuerbaren Lasers ist es daher möglich, Halbtonbilder zu erzeugen. Der Laserstrahl wird hierbei über Optiken so eingestellt, daß sein Fokus im Volumen des Kunststoffmaterials liegt. Wird die Fokus­ lage in den Oberflächenbereich des Materials verlegt, d. h. seine Länge verkürzt, so wird das Material in den bestrahlten Bereichen aufgeschmolzen und zum Teil zer­ setzt, so daß Einkerbungen ohne farbliche Veränderungen des Kunststoffes entstehen.

Es können jedoch auch beliebige andere Lasertypen, wie z. B. CO₂- oder Excimer-Laser verwendet werden. Welcher Laser für die Bearbeitung welchen Substratmaterials am geeignetsten ist, hängt stark von den Parametern Zerset­ zungsenergie des Substratmaterials, Laserleistung und Lasertyp (z. B. gepulst bzw. kontinuierlich betriebener Laser) ab. Diese Parameter müssen daher für jeden spe­ ziellen Anwendungsfall experimentell optimiert werden.

Die Erfindung ist jedoch nicht nur überall dort vorteil­ haft einsetzbar, wo aus Gründen des Fälschungsschutzes ein Sicherheitsmerkmal vorgesehen werden soll. Die Er­ findung bietet auch eine einfache Möglichkeit, Daten möglichst unauffällig zu gestalten. Beispielsweise Her­ stellerdaten, die im Grunde das Layout des Dokumentes stören und deren Inhalt nur von mäßigem Interesse für die Allgemeinheit ist, können im Rahmen der Personali­ sierung der Dokumente komplikationsfrei mit eingebracht werden. Sie treten im Auflicht kaum in Erscheinung und sind in jedem Fall unter dem Glanzwinkel gut erkennbar.

Weitere Ausführungsformen sowie Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren erläutert.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Datenträger gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Sicherheitsmerkmals,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Sicherheitsmerkmals.

Fig. 1 zeigt einen Datenträger gemäß der Erfindung. Die dargestellte Ausweiskarte kann ein- oder mehrschichtig ausgeführt sein und weist in jedem Fall eine von außen zugängliche Kunststoffschicht auf. Neben den üblichen farblich kontrastierend dargestellten Informationen 4 bezüglich der herausgebenden Behörde sowie des Benut­ zers, weist die Karte 1 ein Echtheitsmerkmal 2 auf. Der Bereich 5 besitzt aufgrund seiner Oberflächenbeschaffen­ heit erste diffus lichtstreuende Eigenschaften. Dieser Bereich 5 ist unterbrochen von Bereichen 3, die eine lesbare Information oder ein Muster oder dergleichen darstellen und eine andere Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, wie ihre Umgebung 5. Aufgrund dessen weisen die Informationen 3 auch andere diffus lichtstreuende Eigenschaften auf, die es ermöglichen, die Informationen unter einem bestimmten Betrachtungswinkel deutlich zu erkennen.

Der Datenträger 1 kann selbstverständlich noch weitere Sicherheitsmerkmale oder auch einen integrierten Schalt­ kreis aufweisen. Ebenso kann eine derartige Ausweiskarte in einem buchförmigen Paß enthalten sein.

Die Personalisierungsdaten 4 werden vorzugsweise mit einem Laser in Form von Verfärbungen des Kunststoffmate­ rials eingebracht. Im Zuge der Personalisierung des Da­ tenträgers werden zusätzlich die Informationen 3 mit Hilfe desselben oder eines anderen Lasers eingebracht, indem die ursprüngliche Oberflächenbeschaffenheit des Datenträgers 1 verändert wird. Dies kann auf unter­ schiedlichste Weise geschehen, wie im folgenden näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Daten­ trägers 1 im Schnitt, wobei lediglich die zu bearbei­ tende Kunststoffschicht 6 gezeigt wird. Unter dieser Schicht 6 können sich selbstverständlich weitere Kunst­ stoff- oder Papierschichten befinden.

Bei dem dargestellten Beispiel wurde die Kunststoffolie in einem ersten Schritt mit einem aufgerauhten Flächen­ bereich 5 versehen, z. B. mit Hilfe der Laminierplatten oder durch einfaches Einprägen einer Oberflächenstruk­ tur. Anschließend wurde dieser Bereich 5 an bestimmten Stellen 3 mit einem auf das Material abgestimmten Laser bestrahlt. Durch die Hitzeeinwirkung des Lasers erweicht das Kunststoffmaterial 6 in den Bereichen 3. Das weiche Material verliert die aufgeprägte Struktur, die Relief­ bereiche gleichen sich aus und es entstehen relativ gleichmäßige glatte Bereiche 3.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Datenträgers 1 dargestellt. Hier weist der Oberflächenbereich 5 des Kunststoffmaterials 6 eine ho­ mogen glatte Oberfläche auf, während die Informationen 3 in Form einer Lasergravur in das Material eingebracht sind. Alternativ kann das Material auch im Oberflächen­ bereich aufgeschmolzen werden, ohne daß eine Verfärbung des Materials eintritt.

Ebenso ist es möglich, die Kunststoffschicht nicht als Folie, sondern als Lackschicht auf einer Trägerschicht auszugestalten.

Claims (18)

1. Datenträger, wie eine Ausweiskarte, Kreditkarte oder dergleichen mit wenigstens einer Kunststoffschicht, die in bestimmten Bereichen mit Hilfe eines Lasers einge­ brachte Informationen aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffschicht zumindest in einem Teilbereich aufgrund ihrer Oberflächenbeschaf­ fenheit erste diffus lichtstreuende Eigenschaften auf­ weist und daß in diesem Bereich erste Informationen in Form von lokalen, mittels eines Lasers erzeugten Ände­ rungen der Oberflächenbeschaffenheit vorgesehen sind, die zweite diffus lichtstreuende Eigenschaften aufwei­ sen, so daß die Informationen zumindest unter einem be­ stimmten Betrachtungswinkel lesbar sind, aber keinen farblichen Kontrast zu ihrer Umgebung aufweisen.

2. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffschicht in dem Teilbereich eine rauhe Oberfläche aufweist, in der die Informationen als glatte Flächenbereiche vorliegen.

3. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffschicht in dem Teilbereich eine glatte Oberfläche aufweist.

4. Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Informationen in Form von Verformungen der Kunststoffschicht vorliegen.

5. Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Informationen in Form eines Materialabtrags der Kunststoffschicht vorliegen.

6. Datenträger nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffschicht zumindest in dem Teilbereich mit einer Farbschicht oder Kunststof­ folie versehen ist, die im Vergleich zur Kunststoff­ schicht eine höhere Opazität aufweist, und in der die ersten Informationen kongruent zur Kunststoffschicht vorliegen.

7. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen ein Mikrorelief bilden.

8. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger zweite lesbare Informationen aufweist, die in Form eines vom Auge auflösbaren Farbkontrasts aufge­ bracht sind.

9. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger eine einschichtige Identitätskarte ist.

10. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger ein Identitätsdokument in Buchform ist und die zweiten Informationen zumindest teilweise auf einer ersten Datenseite vorliegen.

11. Datenträger nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ersten Informationen ebenfalls auf der ersten Datenseite angeordnet sind.

12. Datenträger nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ersten Informationen auf einer zweiten Datenseite angeordnet sind.

13. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Informationen zumindest teilweise inhaltsgleich zu den zweiten Informationen sind.

14. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht eine Lackschicht oder Kunststoffolie ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschaffenheit der Kunststoffschicht mittels eines Lasers verändert wird, so daß erste Infor­ mationen entstehen, die zumindest unter einem bestimmten Betrachtungswinkel lesbar sind, und daß das Kunststoff­ material und die Laserleistung so aufeinander einge­ stellt werden, daß die Kunststoffschicht in den mit La­ serstrahlung beaufschlagten Bereichen zwar verändert aber nicht verfärbt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Laser ein Nd:YAG-, CO₂- oder Excimer-Laser ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit dem gleichen Laser zweite Informationen in Form von Materialverfärbungen oder -verbrennungen aufgebracht werden.

18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht durch die Laserbestrahlung geglät­ tet, aufgeschmolzen oder zum Teil abgetragen wird.