DE69919085T2

DE69919085T2 - Datenkarte mit einem Laser-Aufzeichnungsmedium und einer dünnen Glasschicht

Info

Publication number: DE69919085T2
Application number: DE69919085T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Tahon; Bartholomeus Verlinden; Leo Vermeulen; Herman Van Gorp
Original assignee: Agfa Gevaert NV
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: DE69919085D1; JP2000057306A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitskarte, die infolge der Verwendung einer auflaminierten dünnen Glasschicht als Sicherheitselement schwierig zu fälschen ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Sicherheitskarten kommen weit verbreitet für verschiedene Anwendungen wie Identifikationszwecke (ID-Karten) oder finanzielle Transfers (Kreditkarten) zum Einsatz. Solche Karten bestehen in der Regel aus einer Laminatstruktur mit verschiedenen Kunststoffschichten, in denen eine oder mehrere Schichten Information tragen, z.B. alfanumerische Information, Logos, ein Lichtbild des Karteninhabers usw. Ebenfalls bekannt sind beschreibbare Karten, auf denen der Benutzer willkürliche Information speichern kann, z.B. Karten mit Magnetstreifen, optisch beschreibbare Karten oder Karten mit elektronischem Chip, die manchmal als „Chipkarten" bezeichnet werden.
Ein Hauptziel solcher Sicherheitskarten ist die Tatsache, dass sie nicht einfach in solchem Maße zu ändern oder reproduzieren sind, dass die Modifikation oder Reproduktion schwierig vom Original zu unterscheiden ist. Aus diesem Grund sind Sicherheitskarten mit schwierig zu ändernden oder reproduzierenden Sicherheitselementen versehen, z.B. einem "Sicherheitssiegel" zwischen der Informationsschicht und einer darauf verklebten Schutzfolie. Versucht einer die Schutzfolie von der Informationsschicht abzulösen, so zerstört sich das Sicherheitssiegel oder wird entfernt, wodurch es deutlich ist, dass die von der Karte getragene Information gefälscht oder geändert wurde. Zum Aufbringen eines solchen Sicherheitssiegels können z.B. Heißsiegelpolymere angebracht werden, wodurch ein versiegelter briefumschlagartiger Beutel erhalten wird, wie beschrieben in z.B. US 4 322 461 und in den darin erwähnten Verweisungen.
Problematisch bei Informationsaufzeichnungsmaterialien ist ihre Anfälligkeit für mechanische Stöße, die Fehler wie Kratzer und einen merklichen Verlust an aufgezeichneten Daten verursachen können. Die beschreibbare Schicht der Mehrzahl dieser Sicherheitskarten enthält eine Kunststofffolie als Schutzschicht auf dem Aufzeichnungsmedium.
Die Lebensdauer solcher Aufzeichnungsmaterialien, die bei gewissen Anwendungen 10 Jahre sein muss, ist unzureichend und zwar weil die Kunststofffolie keine zweckmäßige Sperre gegen Lösungsmittel, Sauerstoff, Feuchtigkeit und andere potentielle Ursachen von Datenverlust bildet.
Gewisse Veröffentlichungen erwähnen den Einsatz von Glas als Grundmaterial zur Herstellung einer Sicherheitskarte. So beschreibt JP-A 60/214996 eine Laseraufzeichnungskarte, bei der als die Aufzeichnungsschicht(en) tragendes Grundmaterial Glas verwendet wird. Aus EP-A 272875 ist ebenfalls eine optisch beschreibbare Karte bekannt, bei der als Grundschicht Glas geeignet ist. In diesen Patentanmeldungen wird die Glasschicht als geeignetes Substrat verwendet und zwar aufgrund ihrer hohen Lichtdurchlässigkeit, die es erlaubt, zum Beschreiben der Karte und Auslesen der Information eine Lichtquelle einzusetzen. Allerdings sind die in dieser EP-Anmeldung beschriebenen Glasschichten keine biegsamen Schichten und zerbrechen sie schnell unabsichtlich, z.B. durch leichtes Biegen während der Handhabung oder während die Karte in einer Brieftasche steckt.
In EP-A 669 205 wird eine Glas/Kunststoff-Verbundscheibe zum Einsatz als Sicherheitsglas in Fahrzeugen beschrieben, wobei die Verbundscheibe aus einer Glasscheibe, einer haftvermittelnden Zwischenschicht und einer Kunststoffscheibe besteht, wobei das Glas eine Dicke zwischen 30 und 1.000 um aufweist. Auf dem Glas kann eine funktionelle Beschichtung aufgebracht werden, die nach dem Laminiervorgang als Sandwich zwischen dem Glas und der Kunststoffschicht vorliegt und dadurch gegen äußere Einflüsse geschützt wird. Auch in US 3 471 356 und US 4 600 640 werden Dünnglasverbundscheiben zum Einsatz im Bau- und Fahrzeugsektor beschrieben.
KURZE DARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherheitskarte, die schwierig zu fälschen ist, gegen potentielle Quellen von Informationsverlust wie mechanische Stöße und Durchdringung von Lösungsmitteln, Sauerstoff und Feuchtigkeit geschützt ist und genügend biegsam ist, um Beschädigung beim Biegen zu verhindern, bereitzustellen. Gelöst wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 definierte Sicherheitskarte. Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Sicherheitskarte enthält eine dünne Glasschicht als Grundschicht. Die Glasschicht bietet verschiedene Vorteile. An erster Stelle bildet die Glasschicht selbst ein zweckmäßiges Sicherheitselement. Versucht es einer, die Karte durch Delaminieren (Ablösen) der verschiedenen Schichten der Karte zu fälschen, so zerbricht die dünne Glasschicht. Dieser Glasbruch ist einfach festzustellen und schwierig zu reparieren. Einem zweiten Vorteil liegen die hervorragenden Sperreigenschaften des Glases zugrunde. Das Glas beschränkt ja in zweckmäßiger Weise Durchdringung von Gasen und Flüssigkeiten und weist eine hohe Härte auf, wodurch Beschädigung durch Kratzer und andere Formen mechanischen Schadens verhütet werden. Deswegen sind die Information tragenden oder mit Information beschreibbaren Schichten in der Karte gut geschützt vor der Umgebung und wartet die Karte mit einer langen Lebensdauer auf. Zudem ist das dünne Glas genügend biegsam, so dass sich die Karte in wesentlichem Maße ohne Beschädigung der Glasschicht biegen lässt. Schließlich erlauben das hohe spezifische Gewicht und die hohe Lichtdurchlässigkeit der Glasschicht es, zügig festzustellen, dass die Karte eine Glasschicht enthält, und somit die erfindungsgemäße Sicherheitskarte von einer herkömmlichen Sicherheitskarte auf Kunststoffbasis oder ohne solche Glasschicht hergestellten Kopien zu unterscheiden.
Die dünne Glasschicht ist eine biegsame Glasschicht. Unter dem in diesem Kontext verwendeten Begriff „biegsam" versteht sich "in der Lage, ohne Zerbrechen um einen Kern gewickelt zu werden". Eine zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Karte bevorzugte Glasschicht kann ohne Zerbrechen um einen zylindrischen Kern mit einem Radius von 1,5 m gewickelt werden. Grunderfordernisse zum Erhalten eines biegsamen Glases sind eine niedrige Dicke und hohe Festigkeit. Je niedriger die Stärke des Glases, desto höher dessen Biegsamkeit und umso niedriger der minimale Radius des Kerns, um den das Glas ohne Zerbrechen aufwickelbar ist.
Die maximale Dicke der Glasschicht, die noch ein Durchbiegen der Karte mit beschränktem Bruchrisiko erlaubt, ist abhängig von verschiedenen Parametern wie der Glaszusammensetzung und dem für das Glas angewandten Herstellungsverfahren sowie der Zusammensetzung, Dicke, Anzahl und Lage der anderen Schichten der Karte. Zum Erhalten einer ausreichenden Biegsamkeit weist die in der erfindungsgemäßen Sicherheitskarte verwendete Glasschicht eine maximale Dicke von 350 μm auf. Oberhalb dieser Grenze ist das Risiko eines Glasbruchs zu hoch, um die Karte noch in ausreichendem Maße durchbiegen zu können. Zwecks einer höheren Biegsamkeit kommt die Dicke vorzugsweise nicht über 200 μm, besonders bevorzugt nicht über 100 μm hinaus. Bevorzugt wird eine minimale Dicke von zumindest 30 μm, besonders bevorzugt zumindest 50 μm. Glas mit niedriger Dicke kann ja zu spröde sein und beim Durchbiegen der Karte zum Zerbrechen der Glasschicht führen. Wie oben angegeben ist die untere Grenze der Glasdicke abhängig von der Zusammensetzung und dem für die Glasschicht angewandten Herstellungsverfahren.
Biegsames Glas ist den Fachleuten bekannt. In EP-A 716 339 wird ein Verfahren beschrieben, in dem eine biegsame Glasbahn, die um einen Kern aufwickelbar ist, wodurch eine Glasrolle erhalten wird, verwendet wird. Das Glas kann abgewickelt und in einer Endlosbahnbeschichtungstechnik mit einer funktionellen Beschichtung überzogen werden. Das biegsame Glas kennzeichnet sich durch (i) eine Dicke von weniger als 1,2 mm, (ii) eine Bruchspannung (unter Zugspannung) von zumindest 1 × 10⁷ Pa und (iii) einen Elastizitätsmodul (Youngschen Modul) von höchstens 1 × 10¹¹ Pa.
Das Glas kann z.B. Natrium-Floatglas (Natrium-Schwimmglas), chemisch verstärktes Glas oder Borsilikatglas sein. Eine mögliche Verfahrensweise für die Herstellung solcher Glasarten besteht darin, weiches Glas zwischen Metallwalzen zu einer dünnen Bahn zu pressen. Aus US 4 388 368 ist das folgende Verfahren zur Herstellung biegsamer Glasbogen bekannt. Ein bei 1550°C geschmolzenes Natronkalkkieselsäureglas (Na₂O.CaO.SiO₂ = 15 : 13 : 72 Gew.-%) wird gezogen und gewalzt. Das in dieser Weise gebildete Glas wird an beiden Enden durch Klammern gestützt und auf etwa 350°C erhitzt. Anschließend wird der Glasbogen gestreckt, um eine Fläche von 1,05-10fachen der Fläche des ursprünglichen Bogens zu bilden, während ein Heißluftgebläse bei einer Temperatur unter der vorstehenden Erhitzungstemperatur auf den Glasbogen geblasen wird, beispielsweise von etwa 700°C. In dieser Weise wird der Glasbogen schneller zu dünneren Teilen abgekühlt und infolgedessen wird die Stärke des in dieser Weise gestreckten Glasbogens einheitlich gehalten. Ein ähnliches Verfahren ist aus JP-A 58 095 622 bekannt. In einem weiteren, aus JP-A 58 145 627 bekannten Verfahren wird eine Bahn aus geschmolzenem Glas aufwärts gestoßen, sofort mittels großer Walzen horizontal bis auf die Oberfläche eines mit geschmolzenem Metall gefüllten Bades gezogen und anschließend allmählich abgekühlt. Das dabei erhaltene Glas weist eine verbesserte Flachheit auf.
Chemisch verstärktes Floatglas weist bekanntlich eine höhere Festigkeit auf als übliches Floatglas. Chemisch verstärktes Glas ist Glas, an dessen beiden Oberflächenschichten die ursprünglichen Alkaliionen zumindest zum Teil durch Alkaliionen mit höherem Radius ersetzt sind. Bei chemisch gehärtetem Natronkalkkieselsäureglas sind die Natriumionen nahe an der Glasoberfläche zumindest zum Teil durch Kalium und bei chemisch gehärtetem Lithiumkalkkieselsäureglas sind die Lithiumionen nahe an der Glasoberfläche zumindest zum Teil durch Natrium und/oder Kalium substituiert. Bekannte Verfahren zur Herstellung von chemisch verstärktem Glas sind Verfahren, in denen das Glas durch Ionenaustausch gehärtet wird, wie beschrieben in z.B. JP-A 56 041 859, GB 1 208 153 und US 3 639 198 . Genauere Angaben über chemische Härtung von Glas finden sich z.B. in "Glas Technology", Band 6, Nr. 3, Seite 90-97, Juni 1965.
Dünnes Borsilikatglas ist sehr stark im Vergleich zu üblichem Natrium-Floatglas. Borsilikatglas enthält SiO₂ und B₂O₃. Für eine detaillierte Zusammensetzung gewisser Borsilikatglastypen sei z.B. auf US-P 4 870 034, 4 554 259 und 5 547 904 hingewiesen.
Biegsames dünnes Glas ist im Handel erhältlich durch z.B. Pilkington, Corning und Deutsche Spezialglass AG (Desag, Deutschland, eine Firma der Schott Group). Laut der 1995 von Desag veröffentlichten technischen Broschüre "Alkali Free and Low Alkali Thin Glasses", mit Untertitel "AF45 and D263 : Thin Glasses for Electronic Applications", ist dünnes Borsilikatglas in Dicken von 30 μm, 50 μm, 70 μm, 100 μm, 145 μm, 175 μm, 210 μm, 300 μm, 400 μm, 550 μm und 700 μm erhältlich.
Die Glasschicht kann ebenfalls eine vorgebrochene Glasschicht sein, oder eine Glasschicht mit Risslinien, wie beschrieben in der am 15. Juli 1998 eingereichten europäischen Patentanmeldung Nr. 98202380 (EP-A 982 121). Solch vorstrukturiertes Glas wird im Besonderen dann bevorzugt, wenn eine sehr hohe Biegsamkeit erforderlich ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Glasschicht keine Risse, aber vorgeformte Rillen einer bestimmten Tiefe auf, die kleiner ist als die Dicke des Glases. Die Rillen können z.B. durch einen Abreibvorgang wie Zerkleinern oder Lasergravieren gebildet werden. Das Rillenmuster des vorstrukturierten Glases kann ebenfalls als Sicherheitselement benutzt werden, wobei z.B. das Rillenmuster abgetastet, das abgetastete Muster zu digitaler Information kodiert und diese Information in der Karte (z.B, als Strichcode, in einem Speicherchip, einem Magnetstreifen usw.) oder einer Rechnerdatei gespeichert wird. Diese Information kann dann im Moment der Verwendung der Karte, z.B. für Identifikationszwecke, gelesen und überprüft werden. Ein Unterschied zwischen der vorgespeicherten Information des Rillenmusters und dem betrachteten Muster in der Glasschicht der Karte ist ein ernster Hinweis dafür, dass die Glasschicht der Karte nicht echt ist. Zwecks des problemlosen Abtastens des Rillenmusters weisen die Rillen vorzugsweise eine genügend hohe Breite auf, z.B. zwischen 1 und 100 um. Einer präzisen Detektion der Rillen halber wird das Rillenmuster vorzugsweise in der Aufsicht abgetastet.
Die erfindungsgemäße Glasschicht wird auf einem Träger auflaminiert. Unter dem Begriff „Träger" versteht sich eine „selbsttragende Schicht", was ihn von Schichten, die auf einen Träger aufgetragen werden können, jedoch nicht selbsttragend sind, unterscheidet. Unter dem Begriff "Laminat" versteht sich in der vorliegenden Erfindung "ein Material, das aus verschiedenen miteinander verbundenen Schichten besteht".
Die Dicke des Trägers liegt vorzugsweise zwischen 5 μm und 850 μm, besonders bevorzugt zwischen 100 μm und 600 μm. Der Träger kann ein Papierträger oder ein Metallträger sein, ist jedoch vorzugsweise eine Kunststofffolie, z.B. eine Celluloseacetatfolie, eine Poly(vi-nylacetal)folie, eine Polystyrolfolie, eine Polycarbonatfolie, eine Poly(ethylenterephthalat)folie, eine Polyethylenfolie, eine Polypro-pylenfolie oder ein Copolymer derselben, z.B. ein Copolymer aus Acrylnitril, Styrol und Butadien. Bevorzugt ist der Träger ein lichtdurchlässiges Material.
Verfahren zum Auflaminieren des Glases auf dem Träger sind allgemein bekannt. Beide Schichten können ohne Klebeschicht durch sogenanntes Vakuumlaminieren laminiert werden. Zum Erhalten einer zweckmäßigen Haftung zwischen der Glasschicht und dem Träger durch Vakuumlaminieren weisen diese beiden Materialien vorzugsweise eine niedrige Oberflächenrauheit auf, wobei zum Beispiel der Träger vorzugsweise keinen sogenannten Abstandshalter, der oft in Kunststofffolien oder Beschichtungen auf Folien eingebracht wird, um Aneinanderkleben zu verhüten, enthält.
Außer Vakuumlaminieren sind auch doppelseitiges Klebeband oder eine Klebeschicht, das bzw. die durch Aufbringen von z.B. einem Hot-Melt-Klebstoff (Heißschmelzleim), einem Haftklebstoff oder einem Thermoklebstoff hergestellt wird, oder ein UV-härtbarer oder durch Elektronstrahlung härtbarer Klebstoff geeignet. Als Klebeschicht kommt ebenfalls eine leicht benetzte Gelatineschicht in Frage. Genauere Angaben über geeignete Klebeschichten finden sich in der am 7. Oktober 1998 eingereichten WO 98/6455. Die Klebeschicht kann entweder auf der Glasfolie, dem Träger oder auf beiden angebracht und durch eine Abziehschicht, die gerade vor dem Laminieren entfernt wird, geschützt werden. Ein besonders bevorzugter Klebstoff ist Polyethylen, das als Folie zwischen Glas und Träger angebracht werden kann. Die Haftung zwischen dem Glas und dem Träger ist vorzugsweise permanent, so dass beide Elemente nicht ohne Zerbrechen der Glasschicht voneinander getrennt werden können.
Das Auflaminieren der Glasschicht auf dem Träger kann zwar von Hand durchgeführt werden, erfolgt aber bevorzugt in einem Laminiergerät, als Laminator bezeichnet. Ein typischer Laminator enthält ein Paar beheizbarer Walzen mit einstellbarem Druck, die bei fester oder einstellbarer Geschwindigkeit betrieben werden. Beim Laminieren mit einem Laminator werden die Materialien zwischen den Laminatorwalzen in engem Kontakt miteinander gebracht, wahlweise nach Einbringen eines Klebemittels zwischen beiden Materialien.
Außer mit der Glasschicht kann die Sicherheitskarte noch mit anderen Sperrschichten versehen werden, die die Durchdringung von Gasen wie Sauerstoff oder Wasserdampf verringern. Den Fachleuten sind sowohl organische als anorganische Sperrschichten bekannt. Organische Sperrschichten können z.B. organisch modifizierte Keramik, wie beschrieben in Coating, Nr. 9/98, S. 314 und 10/97, S. 358, Poly(hydroxyamidether), wie die in Macromolecules, Band 31, S. 8281 (1998), beschriebenen Verbindungen, Poly(vinylalkohol), Polyacrylnitril, Poly(vinylbutyral), das mit einem Epoxidharz vermischt werden kann, oder Gelatine enthalten. Anorganische Sperrschichten sind in der Regel dünne Filme aus zerstäubten Oxiden, z.B. SiO_x oder Ta₂O₅. Die Dicke solcher anorganischen Sperrschichten liegt vorzugsweise unter 2 μm, beträgt vorzugsweise etwa 1 μm, um ein gewisses Maß von Biegsamkeit zu erhalten. Vorteilhaft kann es sein, anorganische und organische Sperrschichten zu kombinieren, z.B. eine mit einer Schicht aus organischer modifizierter Keramik überzogene SiO_x-Schicht, da die unebene Oberfläche einer anorganischen Schicht, die in der Regel durch Aufdampfung oder Zerstäubung angebracht wird, durch Beschichten mit der organischen Schicht geebnet werden kann. Die zusätzliche(n) Sperrschicht en) kann (können) zwischen der Glasschicht und dem Träger des in der erfindungsgemäßen Karte benutzten Laminats angebracht werden.
Die Informationsschicht der Sicherheitskarte wird vorzugsweise vor ihrer Laminierung auf dem Glas auf den Träger aufgebracht. Es ist ebenfalls möglich, die Informationsschicht vor der Laminierung auf dem Träger auf dem Glas oder auf einer Seite des nach Laminieren von Glasschicht und Träger erhaltenen Glas/Träger-Laminats aufzubringen. Ein effektiver Schutz der Informationsschicht kann durch Aufbringen einer Glasschicht auf beiden Seiten der Informationsschicht erhalten werden. Die Informationsschicht selbst kann als Klebeschicht zwischen dem Träger und der Glasschicht dienen. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die der Informationsschicht gegenüberliegende Seite des Trägers auf dem Glas laminiert werden. Die Informationsschicht kann über der ganzen Oberfläche der Sicherheitskarte oder als Streifen in einem Teil der Sicherheitskarte vorliegen. Auf eine oder beide Seiten des Trägers oder der Glasschicht kann ein Informationsmedium angebracht werden. Zum Verbessern der Haftung der auf dem Glas aufgebrachten Schichten kann es vorteilhaft sein, eine Epoxysilanverbindung der folgenden Formel zuzusetzen
in der R1, R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe bedeuten und n eine Zahl zwischen 1 und 10, vorzugsweise zwischen 1 und 3 bedeutet. Eine solche Verbindung kann z.B. zur Gießlösung der auf dem Glas aufzubringenden Schicht gegeben werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Informationsschicht der Sicherheitskarte ein Laseraufzeichnungsmedium, z.B. dünne Metallschichten, wie beschrieben in EP-A 158 906. Ganz besonders bevorzugt ist die Laseraufzeichnungsschicht ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmedium, was bedeutet, dass die Daten durch örtlich begrenzte Erhitzung des Mediums mit z.B. einem Laserstrahl mit ausreichender Stärke aufgezeichnet werden können. Die örtlich begrenzte Erhitzung kann Ablation, Schmelzen, Koagulierung der Teilchen, Zersetzung oder andere (physikalisch-)chemische Prozesse auslösen, die zu einer örtlichen Änderung des optischen Reflexionsvermögens oder der optischen Dichte des Mediums führen, wodurch aufgezeichnete Daten erhalten werden, die mittels optischer Elemente ausgelesen werden können.
Den Fachleuten ist eine Verschiedenheit von Materialien bekannt, die als wärmeempfindliches Aufzeichnungsmedium geeignet sind. Besonders nutzbare Materialien sind Metallschichten. Ablation von Metallschichten mit relativ hohem Reflexionsvermögen kann zu Datenmarken mit niedrigerem Reflexionsvermögen führen. Die Dicke der Metallschicht kommt vorzugsweise nicht über 700 nm hinaus und liegt besonders bevorzugt zwischen 50 und 600 nm. Tellur und Tellurlegierungen werden weit verbreitet zur Bildung hochreflektierender dünner Metallfolien verwendet, wobei eine Erhitzung mit einem einfallenden Laserstrahl eine örtlich begrenzte Verringerung des Reflexionsvermögens infolge Grübchenbildung auslöst. Es sei hingewiesen auf z.B. den Aufsatz "Optische Datenspeicher" von Jochen Fricke in der Zeitschrift „Physik in unserer Zeit", 15. Jahrgang 1984/Nr. 5, S. 129-130. Tellur ist aber toxisch und deshalb werden andere, relativ niedrigschmelzende Metalle wie Ag, Se, Sn und Bi als geeignetes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmedium in der erfindungsgemäßen Sicherheitskarte bevorzugt. Ein Überblick anderer geeigneter Metalle findet sich in US-P 4 499 178 und 4 388 400.
Es kann ebenfalls eine Erhöhung der optischen Durchlässigkeit in laserbestrahlten Bereichen eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmediums mit anfänglich niedrigem Reflexionsvermögen erhalten werden. Geeignete Materialien zur Verwendung in letztgenannter Ausführungsform sind z.B. Gemische, die durch Mitabscheidung von niedrigschmelzenden Metallen und Sulfiden wie GeS oder SnS auf einem lichtdurchlässigen Träger erhalten werden, wie beschrieben in z.B. „Journal of Applied Photographic Engineering", Band 9, Nr. 1, Februar 1983, S. 12. Zur Herstellung optischer Medien, in denen die Information in der Aufsicht gelesen wird, kann das schwach reflektierende wärmeempfindliche Aufzeichnungsmedium auf einen relativ hochschmelzenden reflektierenden Träger oder relativ hochschmelzende Schicht, z.B. eine trägergestützte Aluminiumschicht, angebracht werden.
Dünne Schichten aus für Thermoaufzeichnung geeigneten Metallen, Legierungen oder Salzen können durch Vakuumaufdampfung hergestellt werden. In einer erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform wird eine dünne vakuumaufgedampfte Wismutschicht oder Silberschicht als wärmeempfindliches Aufzeichnungsmedium benutzt. Wismut und Silber kennzeichnen sich ja durch eine niedrige Toxizität, erfordern nur wenig Energie, um durch Schmelzen oder Abdampfen ablatiert zu werden und sind zügig filmbildend durch Aufdampfen. Zum Beispiel kann das Aufdampfen einer Wismutschicht unter reduziertem Druck bei einem Wert zwischen 10^-2 Pa und 8 × 10^-1 Pa erfolgen, wie beschrieben in EP-A 0 384 041.
Eine dünne Silberschicht kann ebenfalls nach der sogenannten Diffusionsübertragungs-Umkehrverarbeitung (DTR-Verfahren) erfolgen. Die Prinzipien des DTR-Verfahrens sind z.B. beschrieben in US-P 2 352 014 und im Nachschlagewerk "Photographic Silver Halide Diffusion Processes" von André Rott und Edith Weyde, The Focal Press, London und New York, 1972. Beim DTR-Verfahren wird das nicht entwickelte Silberhalogenid in der strahlungsempfindlichen Emulsionsschicht eines informationsmäßig belichteten Silberhalogenidmaterials mittels eines sogenannten Silberhalogenid-Lösungsmittels in lösliche Silberkomplexverbindungen umgewandelt, die man dann in ein Bildempfangselement überdiffundieren lässt, wo sie mit einer Entwicklersubstanz, in der Regel in Gegenwart physikalischer Entwicklungskeime, reduziert werden. Dabei werden zwei Bilder erhalten: ein chemisch entwickeltes Negativbild in der Emulsionsschicht und ein physikalisch entwickeltes DTR-Positivbild in der Keimschicht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Keimschicht im gleichen Material enthalten wie die strahlungsempfindliche Schicht, wobei ein sogenanntes Einblatt-DTR-Material gebildet wird, obgleich den Fachleuten ebenfalls Doppelblattausführungsformen bekannt sind. Bei Verarbeitung eines aus einem Träger, einer Silberhalogenid-Emulsionsschicht und einer dünnen, physikalische Entwicklungskeime enthaltenden Schicht bestehenden unbelichteten DTR-Materials nach dem DTR-Verfahren scheidet sich also in der Keimschicht eine gleichmäßige Silbermetallschicht ab. Die so erhaltene Silbermetallschicht eignet sich also als wärmeempfindliches Laseraufzeichnungsmedium, wie sich aus den Beispielen ergeben wird.
Außer einem ablatierbaren Metall enthält das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmedium gegebenenfalls ferner Substanzen, die die Aufzeichnungsempfindlichkeit steigern, z.B. durch Verringern des Reflexionsvermögens oder Verbessern der Absorption von Laserlicht. Beispiele für solche Substanzen sind die z.B. in GB 2 036 597 beschriebenen Metalloxide, Sulfide und Halogenide. Bevorzugt für den besagten Zweck werden GeS und SnS, die in einer je nach Wellenlänge des Aufzeichnungslichtes, die z.B. zwischen 5 und 100 nm liegt, variierenden Stärke ohne Beeinträchtigung der Ablation der Metallschicht als Reflexionsschutzschicht aufgebracht werden können.
Weitere als Laseraufzeichnungsmedium geeignete Verbindungen sind Verbundfolien mit durch Abdampfung reduzierbarem Reflexionsvermögen, dünne Filme aus Farbstoffen, deren Reflexionsvermögen durch Ablation geändert werden kann, dielektrische Materialien, deren Brechungsindex geändert werden kann, was bei Abtastung mit einem Laser zu Streuung von Licht führt, und fotochrome Schichten aus Farbstoffen wie Bakteriorhodopsin. Ein bevorzugtes Medium, das durch Laserlicht mit Farbstoff beschrieben werden kann, wird beschrieben in US-P 5 264 327.
Zur Speicherung von Information im Aufzeichnungsmedium eignet sich ein sichtbares Licht emittierender Laser wie ein Argonlaser, ein He/Ne-Laser, eine Rotlichtlaserdiode usw., wobei die Wellenlänge je nach Typ des verwendeten Laseraufzeichnungsmediums eingestellt wird. Ganz besonders bevorzugt werden Infrarotlaser und zwar weil Infrarotlicht am wenigsten durch Kratzer und Staub auf der Glasschicht beeinflusst wird.
Das Aufzeichnungsmedium weist vorzugsweise ein günstiges Signal-Rausch-Verhältnis auf, d.h. einen hohen Kontrast zwischen belichteten und unbelichteten Bereichen, wobei der Kontrast als Unterschied in Dichte oder Reflexionsvermögen zwischen diesen Bereichen definiert wird. Vorzugsweise erfolgt die Laseraufzeichnung bei einer Geschwindigkeit von zumindest mehreren Tausenden von Bits/s. Schon im voraus ausgeschlossen sind demzufolge Materialien, die lange Erwärmungszeiten erfordern oder auf langsamen chemischen Thermoreaktionen beruhen, wodurch die Aufzeichnung nur bei einem Paar Bits/s erfolgen kann.
Bei reflektierenden Medien liegt das Reflexionsvermögen unbelichteter Bereiche vorzugsweise nicht unter 50%, während das Reflexionsvermögen einer durch Belichtung gebildeten Datenmarke vorzugsweise weniger als 10% beträgt, wodurch ein Kontrastverhältnis von mehr als 5:1 erhalten wird. Daten können ebenfalls durch Steigerung des Reflexionsvermögens des Streifens aufgezeichnet werden. Zum Beispiel der Aufzeichnungslaser kann ein Feld matter mikroskopischer Vorsprünge auf dem Streifen zu flachen glänzenden Marken schmelzen. Dieses Verfahren wird beschrieben in SPIE, Band 329, Optical Disk Technology (1982), S. 202. Ein Reflexionsvermögen der Datenmarke von mehr als zweimal das Reflexionsvermögen des umgebenden Vorsprungfeldes ergibt ein Kontrastverhältnis von zumindest 2:1, was ein hinreichender Kontrast ist, um die Datenmarke lesen zu können.
Bevorzugt wird ein Aufzeichnungsmedium mit hohem Auflösungsvermögen, wodurch Datenmarken mit einer Größe von weniger als 50 μm, besonders bevorzugt von 5 auf 20 μm, oder kreisförmige Datenmarken mit einem Durchmesser von 5 μm bis 10 μm aufgezeichnet werden können. Die Speicherkapazität des Laseraufzeichnungsmediums beträgt vorzugsweise mehr als 250.000 Bits, besonders bevorzugt mehr als 1.000.000 Bits.
Die Laserimpulsenergie des Laserschreibstrahls an der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials sollte genügen, um Datenmarken erzeugen zu können. In der Regel ist je nach Typ des Aufzeichnungsmaterials eine Laserleistung von 5 bis 20 mW erforderlich. Ein 20 mW-Halbleiterlaser mit einer Strahlbreite von 5 μm kann bei Temperaturen von etwa 200°C und innerhalb von 25 ms Datenmarken aufzeichnen. Im Lesestand kann die Leistung auf etwa 5% der Aufzeichnungsleistung verringert werden.
Außer den obenbeschriebenen beschreibbaren Informationsschichten kann die Informationsschicht ebenfalls eine nicht beschreibbare Schicht sein. Die Informationsschicht kann ebenfalls eine nicht benachbarte Schicht sein, zum Beispiel eine Schicht bestehend aus optischer Sicherheitsinformation wie alfanumerischen Daten, Mustern, Logos oder Bildern, die auf eine der einzelnen Schichten der Karte angebracht werden. Für die Aufzeichnung optischer Information eignen sich z.B. Drucktechniken wie Offsetflachdruck, Rakeltiefdruck, Stichtiefdruck, Rasterdruck, flexografischer Druck, Reliefdruck, Tampondruck, Tintenstrahldruck, Laserdruck, Thermoübertragungsdruck, Farbstoffdiffusions-Thermoübertragungsdruck und Tonerübertragungsdruck von elektro(foto)grafischen Aufzeichnungsmaterialien.
Eine optische Informationsschicht kann ebenfalls zwischen lichtundurchlässigen Schichten der Karte vorliegen, wodurch die durch die lichtundurchlässigen Schichten verborgene Information nicht visuell in der Aufsicht, jedoch nur in der Durchsicht gelesen werden kann, d.h. durch einseitiges Beleuchten der Karte mit einer Lichtquelle mit ausreichender Leistung und Lesen des übertragenen Bildes an der anderen Seite. In Kombination mit solcher „verborgenen" Information kann eine andere komplementäre Informationsschicht verwendet werden, die an der Außenoberfläche der Karte angebracht werden kann und sich mit der Informationsschicht deckt, wodurch sich die entsprechenden optischen Muster, Bilder usw. in beiden Schichten überlappen und zusammen ein zusätzliches Sicherheitselement bilden.
Die erfindungsgemäße Sicherheitskarte kann ebenfalls mit einer Linsenfolie versehen werden. Wie beschrieben in EP-A 323 108, stellt eine Kombination einer solchen Linsenfolie und einer Vielzahl paralleler Bildstreifen in einer unterliegenden fotografischen Schicht ein vorteilhaftes Sicherheitselement dar, insbesondere in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Glasschicht. Ein leichtes Drehen der Karte um eine parallel zur Linsenfolie verlaufende Achse löst Bildänderungen aus, die sich als unterschiedliche Bildstreifen durch die Linsen sichtbar machen. Eine zwischen der Linsenfolie und der Bildschicht vorliegende Glaszwischenschicht hat keinen störenden Einfluss auf den optischen Effekt der beim Drehen der Karte auftretenden Bildänderungen und schützt zugleich die Bildschicht vor Fälschen, mechanischem Schaden durch Kratzer und Schichtabbau infolge Durchdringung von Lösungsmitteln oder Gasen wie Sauerstoff, Wasserdampf usw.
Die Sicherheitskarte kann ferner andere Arten von für den Menschen lesbarer oder maschinenlesbarer Sicherheitsinformation enthalten, z.B. ein Hologramm, ein Wasserzeichen, Fingerabdrücke, Mikrobeschriftung, eine Unterschrift oder andere gedruckte persönliche Daten, Markierungen oder Schriften, die mit Flüssigkristallen, fluoreszierenden Pigmenten, spezielle lichtreflektierende Effekte ergebenden Perlglanzpigmenten und/oder mit sichtbarem Licht lesbaren oder UV-Lichtlesbaren Druckfarben angebracht werden können, wie z.B. in GB-P 1 518 946 und US-P 4 105 333 beschrieben. Die Information kann ebenfalls in einem Speicherchip, einem entweder kontaktlos oder durch Antennenkontakt auszulesenden Radiofrequenzchip, einem 1D-2D-Strichkode, einem Magnetstreifen usw. auf der Karte gespeichert werden. Die Sicherheitsinformation kann in der gleichen Schicht oder aber in verschiedenen Schichten gemischt werden. Zum Mischen der Information stehen Pseudozufallsgeneratoren mit frequenzmoduliertem Raster zur Verfügung.
Ein weiteres eventuelles Sicherheitselement ist eine digitale oder optische Maske. Eine digitale Maske kann ein Algorithmus sein, durch den die digitalen Daten eines kohärenten Signals (Bild oder Text) in ein breitbandiges unlesbares Pseudozufallssignal umgesetzt werden. Eine optische Maske, die als optisches Verschlüsselungsmedium dient, kann eine räumliche Phasenmaskenfolie sein, die eine mustermäßige Matrix zerstreuter und benachbarter Pixel enthält, oder ein phasenschiebendes Medium. Im Moment der Überprüfung muss der Benutzer z.B. einen PIN-Kode eingeben, um eine komplementäre optische oder digitale Maske auszuwählen, mit der die Pseudozufallssignale dekodiert werden und das kohärente Signal wiederhergestellt wird.
BEISPIELE
Es wird zunächst ein Einblatt-DTR-Bilderzeugungselement hergestellt, das der Reihe nach aus einem Polyesterträger, einer Grundierschicht, einer Silberhalogenid-Emulsionsschicht und einer physikalische Entwicklungskeime enthaltenden Schicht besteht. Der Polyesterträger weist eine Stärke von 175 μm auf und ist mit einer die Haftung der anderen Schichten fördernden doppelten Haftschicht versehen. Die Grundierschicht und die Silberemulsionsschicht werden in einem einzelnen Durchgang durch Kaskadenbeschichtung aufgetragen und nach 1wöchiger Aufbewahrung durch Luftpinselbeschichtung mit der die physikalische Entwicklungskeime enthaltenden, als Deckschicht dienenden Schicht überzogen.
Die Gießlösung der Grundierschicht weist einen pH von 5,0 auf und wird in einer Nassschichtstärke von 50 μm aufgetragen. Die Grundierschicht enthält die folgenden Ingredienzien

– 2,84 g/m² Gelatine,
– 0,12 g/m² eines Kieselsäure-Mattiermittels mit einem Durchmesser zwischen 3,5 und 5,0 μm,
– 0,21 g/m² eines weiteren Kieselsäure-Mattiermittels mit einem Durchmesser zwischen 1,3 und 2,1 μm,
– 0,11 g/m² als Dispersion in Gelatine aufgetragenes Kohlenstoffpulver,
– 2,63 g/m² Titandioxidpulver, das ebenfalls als Dispersion in Gelatine aufgetragen wird,
– 0,40 g/m² Dimethylphenidon als Entwicklersubstanz und
– Tensid.

Die Silberhalogenidemulsion enthält kubische Kristalle, die aus 78,6 mol-% AgCl, 21,0 mol-% AgBr und 0,4 mol-% AgI bestehen und mit Iridium und Rhodium dotiert sind. Diese Kristalle werden nach den allgemein bekannten Silberhalogenidfällungstechniken durch gleichzeitiges oder abwechselndes Zugeben wässriger Lösungen von Silbernitrat, Natriumchlorid, Kaliumbromid und Kaliumiodid hergestellt. Die gefällte Emulsion wird durch Zugabe von Polystyrolsulfonat und Herabsetzen des pH-Wertes auf 3,4 geflockt. Die löslichen Salze werden dann durch Dekantieren der Überstande und Waschen mit Wasser entfernt (dieser Vorgang wird 3× wiederholt). Die Silberhalogenidkristalle werden durch Zugabe von Thiosulfat und eines Au³⁺-Salzes chemisch gereift und dann 3,5 h bei 50°C nachgereift. Die Silberhalogenidemulsion enthält 185 g/kg (als Silbernitrat ausgedrücktes) Silberhalogenid und 88 g/kg Gelatine und weist einen pH von etwa 5,2 auf. Der mittlere Durchmesser der Silberhalogenidkörner beträgt etwa 0,40 μm.
Die obige Emulsion wird bei einem pH von etwa 4,3 in einer Nassschichtstärke von etwa 22 μm, einem Verhältnis von 1,55 g/m² (als Silbernitrat ausgedrücktem) Silber und einem Gelatineverhältnis von 1,50 g/m² aufgetragen. Außer der Gelatine enthält die Emulsionsschicht ferner die folgenden zusätzlichen Ingredienzien:

– 1,68 mg/m² der folgenden Verbindung als Supersensibilisator:
– 1,34 mg/m2 bzw. 0,54 g/m2 der folgenden spektralen Sensibilisatoren
– 11 mg/m² des folgenden Stabilisators
– 33 mg/m² eines Ethylacrylatlatex,
– 240 mg/m² Dimethylphenidon,
– 196 mg/m² eines Kieselsäure-Mattiermittels mit einem Durchmesser zwischen 3,5 und 5,0 μm,
– 226 mg/m² Hydrochinon, und
– 158 mg/m² Formaldehyd.

Die physikalische Entwicklungskeime enthaltende Schicht enthält 0,36 g/m² Hydrochinon, 0,67 g/m² Formaldehyd, 0,66 g/m² PdS-Keime und Tenside und wird bei einem pH von etwa 8,0 und in einer Nassschichtstärke von etwa 13 μm aufgetragen.
Ein Teil eines Streifens des obigen Materials wird hinter einem Stufenkeil belichtet und anschließend mit dem üblichen DTR-Entwickler G800 und dem üblichen Stabilisator G820 (Warenzeichen), die beide durch Agfa-Gevaert N.V., Belgien, erhältlich sind, verarbeitet. In dieser Weise wird ein Material erhalten, das zwei Silberschichten enthält: in den belichteten Bereichen werden die Silberhalogenidkristalle chemisch entwickelt, wobei in der Emulsionsschicht Silberkörner (das Negativbild des aufbelichteten Stufenkeils) und in den unbelichteten Bereichen fein verteilte Silberkörner auf der physikalische Entwicklungskeime enthaltenden Schicht (das umgekehrte Bild) gebildet werden.
Diese beiden Silberschichten werden dann als Laseraufzeichnungsmedium in einer Sicherheitskarte verwendet, wobei beide Seiten des obigen Materials auf einem 100 μm starken Polyesterbogen und einer 75 μm starken Polyethylenhaftschicht auflaminiert werden (Warmlaminierung mit einem Kontaktwalzen-Laminator). Zusammengefasst hat die so erhaltene Karte die als Beispiel Nr. 1 in Tabelle 1 erwähnte Struktur. Tabelle 1
"X": schichtlos, "=": gleiche Schicht wie in Beispiel 1. "Glas": 70 μm starkes (obendefiniertes) Borsilikatglas, Typ AF45 von Desag.
Außer dem vergleichenden Beispiel 1 werden in der vorliegenden Erfindung zwei Materialien 2 und 3 hergestellt. Wie durch das Symbol "=" in Tabelle 1 angegeben, enthalten diese beiden Materialien die gleichen einzelnen Schichten wie in Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass Beispiel 2 zwischen der physikalische Entwicklungskeime enthaltenden Silberschicht und der Polyethylenhaftschicht eine zusätzliche Glasschicht enthält. Eine zusätzliche Klebeschicht ist nicht vonnöten, weil das Gelatinebindemittel des Aufzeichnungsmediums nach Benetzung mit Wasser und anschließendem Warmlaminieren gut an der Glasoberfläche haftet. Beispiel 3 enthält die gleichen Schichten wie Beispiel 2, jedoch mit dem Unterschied, dass, wie in Tabelle 1 angegeben, auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers eine zweite Glasschicht aufgebracht ist.
Die Materialien werden mit einem Nd:YAG-Laser (1.064 nm) mit einer schrittweise gesteigerten Leistung von 50, 150, 250, 350 und 450 mW und einer Abtastgeschwindigkeit von 2 m/s belichtet. Das vergleichende Material von Beispiel 1 weist eine allmähliche Differenzierung zwischen belichteten und unbelichteten Bereichen auf, d.h. die physikalische Entwicklungskeime enthaltende Silberschicht und die chemisch entwickelte Silberschicht werden lichtdurchlässiger gemacht. Die Titandioxid enthaltende Grundierschicht reflektiert einfallendes Licht zurück zum Leser und verbessert dabei den sichtbaren Kontrast.
Der Dichteunterschied (ΔD) zwischen D(+), der Reflexionsdichte eines unbelichteten Bereichs, und D(-), der Reflexionsdichte eines bei einer Leistung von 450 mW mit dem Nd:YAG-Laser belichteten Bereichs, wird als Hinweis auf die Empfindlichkeit dieser Materialien verwendet. Unerwartet weisen die Materialien der Beispiele 2 und 3 einen höheren ΔD-Wert auf als das Material des Beispiels 1 (die Werte sind in der vierten Spalte von Tabelle 2 aufgelistet). Die Glasschicht weist also bei Belichtung irgendwie eine Zunahme des sichtbaren Kontrasts auf. Obgleich dieser Effekt schwierig zu erklären ist, handelt es sich um einen sehr reproduzierbaren Effekt.
Zudem ist beim Vergleich des ΔD-Wertes frischen Materials mit dem ΔD-Wert warmausgelagerten Materials eine merkliche Zunahme der Lagerbeständigkeit der erfindungsgemäßen Materialien zu verzeichnen. Die ΔD-Werte in Tabelle 2 zeigen auf, dass die Lagerbeständigkeit des unbelichteten sowie des belichteten Laseraufzeichnungsmediums in merklichem Maße durch die Sperreigenschaften der Glasschicht(en) verbessert ist. Tabelle 2
Die Karten der Beispiele 2 und 3 sind deshalb schwierig zu fälschen, weil jeder Versuch, die Glasschicht(en) zu delaminieren (abzulösen) und die Daten in den Silberschichten zu andern, ein Zerbrechen des Glases verursacht. Die Karte kann jedoch ohne Zerbrechen der Glasschicht(en) gebogen werden.

Claims

Eine Sicherheitskarte, die ein Laminat aus einer biegsamen Glasschicht und einem Träger enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschicht eine Stärke von nicht mehr als 350 μm aufweist.
Eine Sicherheitskarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschicht eine Stärke von nicht mehr als 200 μm aufweist.
Eine Sicherheitskarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschicht eine Stärke von nicht mehr als 100 μm aufweist.
Eine Sicherheitskarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschicht Risse oder Rillen aufweist.
Eine Sicherheitskarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner eine optische Informationsschicht zwischen zwei lichtundurchlässigen Schichten enthält.
Eine Sicherheitskarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner eine Linsenfolie enthält.
Eine Sicherheitskarte nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner eine Sperrschicht enthält.
Eine Sicherheitskarte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht eine anorganische und organische Schicht umfasst.
Verwendung einer Glasschicht mit einer Stärke von nicht mehr als 350 μm als eine der Schichten einer Sicherheitskarte.
Ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes Verfahren zur Herstellung einer Sicherheitskarte: – Laminieren einer Glasschicht auf einem Träger, – Anbringen eines Riss- oder Rillenmusters in der Glasschicht, – Abtasten des Riss- oder Rillenmusters, – Umsetzen des abgetasteten Musters in kodierte Information, – Speicherung der kodierten Information.