EP2828094A1 - Verfahren zur herstellung eines sicherheitsverbundkörpers und sicherheitsverbundkörper mit zwei optisch brechenden strukturen - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines sicherheitsverbundkörpers und sicherheitsverbundkörper mit zwei optisch brechenden strukturen

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EP2828094A1
EP2828094A1 EP13709481.9A EP13709481A EP2828094A1 EP 2828094 A1 EP2828094 A1 EP 2828094A1 EP 13709481 A EP13709481 A EP 13709481A EP 2828094 A1 EP2828094 A1 EP 2828094A1
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EP
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relief structure
composite body
boundary layer
lens elements
feature
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Edward Springmann
Malte Pflughoefft
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Bundesdruckerei GmbH
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Bundesdruckerei GmbH
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    • B42D2033/22—
    • B42D2035/20—
    • B42D2035/36—
    • B42D2035/44—

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a security composite body as well as a security composite body, which has a formed on a surface optically refractive structure.
  • a safety composite body a composite body made of a plurality of materials is considered, which is at least one of a fake, imitation,
  • Safety composite body for example, for the production of
  • ⁇ documents used For example, modern passport or personal documents often include a document body made of plastic. Such a document body is usually made of several layers, such as films, the same or different plastic materials. Such a document body is often a security composite.
  • security compounds or security documents have so-called security features.
  • One class of security features shows an optical effect due to a refraction of light on an optical structure.
  • some security features show a viewing angle dependent optical effect.
  • some security documents include a refractive structure formed on a surface of a document body, for example in the form of a lenticular lens comprising a plurality of lens elements in a lens array, and spaced therefrom an optically detectable information stored in the document body.
  • a recording medium which has an upper layer which has on its outer side a plurality of lenticular lenses and on the back a display element which appears to be movable about at least one axis when the recording medium is tilted.
  • the lenticular lenses extend only over one Part of the entire outside.
  • the presentation element is a security element printed on an inner card layer. It is not stated how the lenticular lenses are inserted into the document body.
  • Contact area is as large as or larger than the top or bottom of the substrate.
  • DE 10 2008 031 653 A1 discloses a method and a device for introducing a security feature into a security document, wherein the security document comprises a document body having at least one thermoplastic surface layer, the method comprising the steps of: providing the security device documents body; Providing and / or creating a structured sonotrode that is or will be coupled to a sound source; Arranging the document body relative to the sonotrode; Contacting the sonotrode and the surface layer of the document body and simultaneous coupling of sound waves through the sonotrode in the value or security document, so that a
  • Relief structure is formed in the surface layer, wherein the sonotrode is provided and / or manufactured with a structuring having a target receiving ring level and the sonotrode is structured so that from the target intrusion plane
  • the sonotrode is moved during the sound injection by applying pressure in the document body until the target intrusion plane with a
  • Document body surface target level coincides and the projecting portions recessed relief structures and the recessed areas create protruding relief structures in the surface layer.
  • a card-shaped data carrier with a substrate and at least one transparent cover film is known.
  • the substrate is provided with information detectable by the cover sheet using a laser beam, the transparent cover sheet carrying a relief applied at least partially overlapping the information area prior to recording the information, which characteristic changes the information recording by virtue of its optical lens action.
  • the information is stored at different locations in the substrate.
  • different information depending on a
  • Volume range information is introduced by means of a laser beam, which are visible in the form of changes in the optical properties due to an irreversible, caused by the laser beam material change.
  • card-shaped data carriers which have a lenticular grid on a surface are described.
  • the lenticular grid can be embossed during a laminating process by incorporating a negative of the lenticular grid into a corresponding laminating plate.
  • a thermostable embossing die can be used, which is inserted between the transparent cover layer and the lamination plate.
  • the card can be produced by means of a lamination process and the lenticular screen is subsequently introduced by means of an embossing punch or embossing roller.
  • the information is introduced via a laser beam, which introduces information through the lens grid into the card body under different directions. This makes it easy to implement tilt pictures.
  • microlenses in particular relative to the same time introduced in a lamination process microlenses is insufficiently guaranteed.
  • the invention is therefore the technical object of a method for producing a novel safety composite body and a novel
  • the invention is based on the idea to produce a composite body, which in addition to a formed on the outer surface refractive optical structure in the interior of the composite body has a further light-refracting optical structure, which in combination have an optical effect that differs from that can only be realized with the refractive surface structure.
  • the composite body is produced from different plastic materials, which are transparent in volume, and have different refractive indices.
  • Such a novel security composite body comprises at an interface between the two plastic materials having different refractive indices
  • Relief structure Light passing through the interface becomes dependent on an angle of incidence relative to a local surface normal at Interface relief structure due to different refractive indices
  • boundary layer relief structure for example in the form of a plurality of microlenses, a local focusing of originally parallel incident light beams in an area behind the boundary surface can take place in each case.
  • light passing through the boundary layer relief structure is refracted other than passing through a planar interface between materials of different refractive indices.
  • optical structure on a surface of the composite it is thus possible to carry out different types of optical images and to achieve different optical effects when a feature is considered by a surface relief structure and the boundary layer relief structure for verification.
  • a security composite body having an optically refractive structure comprising a composite body, at least one optically verifiable feature and at least one surface relief structure on an outer surface of the composite body for forming an optical structure for assisting optically detecting the at least one optically verifiable feature Interior of the
  • a method for producing a security composite body comprises the steps of: producing a composite body, forming a composite body
  • a surface relief structure on an outer surface of the composite body incorporating an optically verifiable feature into the composite body, wherein the
  • the composite body is fabricated such that, in the interior, there is an interface between a first plastic material having a first refractive index ni and a second plastic material having a first refractive index different second refractive index n 2 with a deviating from a flat surface
  • Boundary layer relief structure is structured and aligned in register with the optically verifiable feature and the surface relief structure, so that a verification of the optically verifiable feature by means of one of a combination of
  • optical structure extends as it were over the entire structure of the security composite body. Will now be one
  • a relief is considered to be any structure that deviates from a plane plane.
  • a relief on a surface of a body is referred to here as a surface relief structure, a relief structure at the boundary between two materials inside a body as a boundary layer relief structure.
  • a relief representing an interface between two materials having different refractive indices is called an optical structure. Such interfaces occur at the surface during the transition from the air to the plastic material or between plastic materials of different refractive indices.
  • An optical structure breaks electromagnetic radiation, in particular visible light, in accordance with the laws of geometric optics.
  • An optical structure having an imaging property is called an imaging optical structure.
  • Optical structures include in particular microlenses, Fresnel lenses and lenticular lenses.
  • Microlenses or lenticular lenses are lenses whose radii of curvature lie in the micrometer range (1 ⁇ m to 1 mm).
  • the curvature may be spherical, aspherical or a freeform. In a preferred Embodiment, the curvature will be spherical or cylindrical.
  • Lens array is a regular grid-like arrangement of lenses. Microlenses may also be formed in a 2D grid and / or each have a rotationally symmetrical shape.
  • Printing technology are or are introduced.
  • Usual printing techniques are high-pressure, especially in the form of Letterset, planographic printing, in particular in the expression offset printing, gravure, in particular in the forms intaglio and
  • Rotogravure, printing especially in the form of screen printing, as well as
  • Digital printing in particular in the categories inkjet printing, thermal transfer printing, dye diffusion thermal transfer (D2T2) printing, retransfer printing, and thermal sublimation printing.
  • D2T2 dye diffusion thermal transfer
  • An optically detectable or optically verifiable feature is any feature, such as any information, that passes through a surface of a surface
  • Document body can be graphically detected with an optical sensor.
  • the detected information is the graphically acquired information. This can lag behind a detectable total content of the detectable information in terms of a detected content. This applies, for example, if an information content with
  • an optically detectable information may be formed so that their graphical detection with a predetermined resolution or magnification represents a first information content and at an improved resolution or higher magnification magnification, a "fine structure" price that represents a second information content.
  • Color is a gatherable piece of information when it produces a color impression when viewed in a human view, with shades of gray, white and black not being considered be viewed in color. Also luminescent colorants that cause color only with appropriate stimulation, are considered colored.
  • a color impression is considered in a perception.
  • Grays, white and black also represent a color in this sense.
  • Colorful is an information, if this includes several colored colors. A colorful information is thus not monochrome.
  • An optically detectable information "integrated inside a document body” means that the information is introduced into the document body so that it has a distance from the surfaces of the document body in the finished document body.
  • Boundary layer relief structure defining relief structure is introduced, this relief structure is superimposed with the second plastic material, which is that of the first
  • Refractive index deviating second refractive index n 2 and the second plastic material and the substrate layer are optionally joined together with further substrate layers to form a security composite body composite body.
  • the relief structure is introduced into the substrate layer and / or the surface relief structure is formed by means of an ultrasonic embossing method.
  • an ultrasonic embossing method In this ultrasound is coupled into a structured sonotrode and this brought under pressure of contact with the top of the transparent layer or the body surface in contact, in the one
  • Relief structure to be introduced.
  • Ultrasonic embossing is that the formation of the relief structure in the transparent layer can be done in such a way that only a minimum amount of energy required in the transparent plastic material must be introduced. These it is a thermoplastic material, so this is heated only locally and does not melt in the entire volume. In particular, if the relief structure is to be formed only in a small partial area relative to the surface of the security composite body to be produced, this is of enormous advantage.
  • one of the two relief structures or the two relief structures can also be formed by hot embossing of a embossing plate or by structuring by means of laser radiation, in particular by means of a laser ablation.
  • a laser ablation is preferably carried out by means of an intense pulsed laser, which ablates in a targeted manner material from the surface of the transparent substrate layer or a finished composite body.
  • the composite body by means of a
  • the person skilled in preparations based on a polymer in liquid form are known. For example, from the document DE 10 2007 052 847 preparations are known, which are prepared on a polycarbonate basis and by means of a
  • the component is arranged on the first polymer layer or inserted into a recess of the first polymer layer, b) the first polymer layer is on the side on or in which the component is arranged, at least in the region of the component with a liquid preparation containing a solvent or a solvent mixture and a polycarbonate derivative based on a geminal disubstituted dihydroxydiphenyl cycloalkane, coated, c) optionally followed by stage b) a
  • step d) subsequent to step b) or step c), the second polymer layer is applied to the first polymer layer covering the device; e) the first polymer layer and the second polymer layer are pressurized at a temperature in the range of 120 to ⁇ ⁇ ' ⁇ and laminated together for a defined period of time.
  • the person skilled in the art is thus fundamentally familiar with preparations which are suitable for producing a safety composite body based on plastics.
  • the second plastic material is applied by means of a printing process, so that at least in the region in which the relief of a substrate layer is formed by means of the second plastic material, a flat surface on the side facing away from the relief structure side of the second plastic material is formed.
  • Printing can be done by any printing method. Preference is given to an ink-jet printing process in which overprinting of one and the same location can be carried out repeatedly and thus targeted filling of the "free spaces" contained in the relief structure can be made until a flat coverage of the relief is achieved area.
  • other printing methods can also be used to selectively apply the second plastic material to the first transparent layer with the relief structure formed therein.
  • the first plastic layer is covered over its entire area with the second plastic material, so that a flat surface is formed on the side facing away from the relief structure.
  • Another way of applying the second plastic material is in doctoring.
  • Substrate layer to be printed on With such an ink-jet printing method, it is possible to directly print lens structures. This is made possible in particular by the fact that an inkjet printer can print one and the same location on a printed film or substrate layer several times in succession, even at time intervals.
  • joined layers and the second plastic material are all made on the basis of the same thermoplastic polymer material or are. These then become monolithic in a high pressure, high temperature lamination process
  • Safety composite is made. Polycarbonate safety compounds have proven to be particularly durable and resistant.
  • the relief structures are structured such that these each one
  • a relief may be structured to include a plurality of cylindrical lens elements that are aligned parallel to one another.
  • the individual cylindrical lens elements may be identical or different with respect to the radius of curvature and the distance from each other.
  • two different types of cylindrical lenses may be alternately arranged in a pattern.
  • Other embodiments include rotationally symmetric lenses that form a two-dimensional regular grid.
  • the two relief structures are then coordinated so that they form a common optical structure.
  • the surface relief structure and the at least one boundary layer relief structure are matched to one another and additionally to the at least one optically verifiable feature such that they allow a magnification image for at least individual constituents of the at least one optically verifiable feature.
  • a plurality of surface lens elements are formed by means of the surface relief structure and by means of
  • Boundary layer relief structure a plurality of boundary layer lens elements are formed, wherein at least some surface lens elements of the plurality of
  • Boundary layer lens elements is assigned and wherein a focal length of the
  • Surface lens element has an opposite sign to a focal length of the associated boundary layer lens element.
  • Boundary layer lens elements each aligned with respect to their optical axis register with an optical axis of the surface lens element
  • Boundary layer lens elements are assigned. This means that preferably many surface lens elements to which a boundary layer lens element is assigned have a common optical axis with the associated boundary layer lens element. In that each one lens element has a positive focal length and the corresponding other lens element has a negative focal length, can realize novel images.
  • Focus of the associated boundary layer lens element coincides. If the focal lengths of the lenses assigned to one another have an opposite sign, an optical structure can be realized in this way, which is also referred to as Galileo telescope.
  • the surface relief structure provides a layer or a material region which is bounded by plane-parallel planes, which are oriented substantially parallel to a planar extension of the surface in which the surface relief structure is introduced.
  • This material layer is homogeneous and transparent with respect to the refractive index. This means that neither the relief of the boundary layer relief structure nor the relief of the surface relief structure penetrate into this homogeneous and transparent material area. Furthermore, small deviations in the production of a relief structure do not affect the respective other relief structure.
  • the surface lens elements have a negative focal length.
  • the focal length of the boundary layer lens elements is greater in magnitude than the focal length of the surface lens elements.
  • the focal length can on the one hand via a design of the respective boundary layer relief structure or surface relief structure, in particular over a radius of curvature, in the region of the respective lens element and on the refractive index difference at the respective interface, d. H. the surface on which the surface relief structure is formed, or at the boundary layer in the interior of the composite, are influenced.
  • the focal length of those lens elements which is a condenser lens represent, ie have a positive focal length, greater than that of each
  • associated lens elements which are formed as a converging lens and has a negative focal length.
  • the radii of curvature of the lens elements, which are associated with one another, amount in terms of an integer ratio.
  • the amount of diverging lens elements is smaller than the focal length of the convergent lens.
  • the at least one marking is arranged between the interface relief structure and one of the upper side, in which the surface relief structure is formed, opposite underside in the interior of the composite body. Is the composite body in that area in which the surface relief structure, the boundary layer relief structure and the here between
  • Boundary layer lens elements then together with the at least one optically verifiable marking form a so-called internal CLI or MLI, which means that different information contents, which are coded via the at least optically verifiable marking, can be detected under different viewing directions, for example through an underside of the composite body.
  • one viewing direction for example, one face image and under a different other viewing direction, one stored in alphanumeric characters
  • Magnification property can be used for verification.
  • an optical effect is realized in cooperation.
  • the boundary layer lens elements an optical effect is realized in cooperation.
  • Diffuser lenses which are also called eyepiece lens elements.
  • the boundary layer lens elements are then collecting lenses. These are called lens-lens elements.
  • a distance is the
  • Eyepiece lens elements of the lens-lens elements less than a focal length of the lens lenses. It should be noted that a focal length depends on the
  • Refractive indices of the materials on both sides of the relief structure forming the lens elements may be different at the sides of the lens elements.
  • the focal length of the lens-lens elements that face the eyepiece lens element is crucial.
  • a radius of curvature of the eyepiece lens elements is greater in magnitude than the radius of curvature of the objective lens elements.
  • the radius of curvature of the eyepiece lens elements is particularly preferably less than five times the magnitude of the
  • the surface lens elements may represent converging lenses, and boundary layer lens elements acting as diverging lenses are formed in the interior of the composite body.
  • the at least one optically verifiable marker is aligned with respect to the surface lens elements by an MLI or CLI effect, i. H. one
  • the optically verifiable feature comprises characters or symbols with dimensions in the micrometer range.
  • the optically verifiable feature is formed with information components in the form of symbols and / or characters whose size is in the micrometer range.
  • One advantage is that the optically verifiable feature can be designed so that an information content without the information provided by the boundary layer relief structure and the
  • Boundary layer relief structure and the surface relief structure comprises a see-through window
  • the optically verifiable feature is designed so that when viewing the optically verifiable feature by the surface relief structure and formed in the interior of the composite body boundary layer relief structure at least an information content of the optically verifiable feature for a human
  • Viewer can be detected without an aid containing an imaging optics, which is not detectable when viewed through a side of the composite body provided with surface relief structure without an aid containing an imaging optics.
  • the composite body is formed with a see-through window in the region of the optically verifiable feature and the boundary layer relief structure aligned therewith in register and the surface relief structure, and the optically verifiable feature is designed in such a way that when viewed visually
  • containing aid is not detectable.
  • a layer is incorporated into the security composite body which is opaque in volume, then such a see-through window can be produced, for example, by a large-area punching and insertion of a transparent material to fill the punched-out area.
  • Diameters in the micrometer range preferably in the range between 5 and 200 ⁇ , particularly preferably in the range between 10 and 100 ⁇ m, in such an opaque layer. If such apertures are arranged in a grid, transparency can be achieved up to about 60% transmission.
  • Openings can in this case be filled by a transparent plastic material, which for example can also be applied to the opaque layer in the area of the openings by a printing process.
  • a preparation may be used, as mentioned above in connection with the prior art. Furthermore, with a suitable composition, capillary forces cause the liquid preparation to penetrate the apertures and completely fill them.
  • the apertures which have diameters in the micrometer range, are not filled. It has been shown that these are at least not filled by the opaque wall material of the openings in a high-pressure high-temperature lamination process, so that they still allow a review in the finished security composite body. This applies to typical layer thicknesses in the range between 20 ⁇ and about 500 ⁇ suitably selected perforation diameters of the perforation.
  • the optically verifiable feature which is introduced into register with the relief structures in the security composite body, is introduced in one embodiment using the relief structures formed by means of a laser marking after assembly using the formed on the surface and inside the composite body relief structures formed optical structures.
  • optically verifiable features via a laser marking
  • information can also be printed on a printer
  • Substrate layer can be applied, which is used to produce the security composite body.
  • the information of the optical image is reduced in terms of security against counterfeiting.
  • the information on a surface of a substrate layer prior to assembly to the security composite body is not limited to the information on a surface of a substrate layer prior to assembly to the security composite body
  • the at least one optically verifiable feature is applied by printing information onto a surface of one of the layers joined to the composite body forming a material layer inside the security composite body ,
  • the optically verifiable feature is or is thus formed by means of laser marking in a transparent plastic material and / or introduced by printing technology into the composite body.
  • embodiments are also possible in which relief structures in register, both in the top side and the underside of a transparent layer, which are adapted to each other, be embossed.
  • the one relief on the upper side and the other relief on the underside are each covered with a plastic material which has a refractive index which differs from the refractive index of the material of the transparent layer.
  • the register structures aligned with each other in register, i. the one relief structure and the other relief structure, at the same time preferably structured by means of an ultrasonic embossing process, over two
  • Boundary relief structure forming relief structure another, another
  • Boundary layer relief structure forming relief structure is formed, which is also covered with the second plastic material or a third plastic material, which has a deviating from the first plastic material refractive index n 3 , so that in the composite by the second plastic material or the third
  • Plastic material adapted to the further relief structure further counter-structure is formed. Are the relief structure and the further relief structure both of the Covered second plastic material, the surfaces of the second plastic material, which are remote from the relief structure and the further relief structure, preferably flat and plane-parallel to each other. If a third plastic is used, preferably facing away from the relief structures surfaces of the second plastic material and the third plastic material are flat and plane-parallel to each other.
  • Embodiments are also conceivable in which relief structures are embossed into a plurality of transparent films, each of which is covered by a plastic material which has a different refractive index than the material from which the respective layer is made, into which such a relief structure is embossed.
  • the provision of a plurality of relief structures on different surfaces of substrate layers, which are then joined together to form the composite body and then arranged inside the document body, is such that optically refractive elements, for example lenses, can be formed, which are higher in otherwise constant geometric relief structures enable refractive optics.
  • optically refractive elements for example lenses
  • a transparent substrate layer into which a respective relief structure is embossed on both opposite sides has a higher refractive index than the plastic materials covering the relief structures, then the refractive effect of similar surface structures oriented in register is "added.”
  • the law of paraxial optics is known to the person skilled in the art. If, for example, cylinder lens structures are embossed on both sides in register, shorter focal lengths can be achieved using the same plastic materials than in an embodiment in which only one side of the plastic layer has a relief structure with cylindrical lens profiles embossed and covered with another plastic.
  • Fig. 1 a-1 g are schematic representations for explaining the preparation of a
  • Fig. 2 is a schematic representation of an apparatus for producing a
  • Fig. 3a-3d, 3f is a schematic sectional view of a production of another
  • Fig. 3g is a schematic sectional view through an optical structure
  • FIG. 5 shows a further sectional illustration of a safety composite body in which two inner boundary surfaces with a relief structure are formed register-accurate with respect to one another;
  • FIG. 6 is a schematic sectional view of a security composite body, in which a see-through window is formed in an opaque layer via openings;
  • Fig. 7 is a further schematic sectional view of a
  • Safety composite body in which a see-through window is formed over a recess in a full-surface printing
  • Fig. 8 is a further schematic sectional view of a
  • FIG. 9 is another sectional view of a security composite body, in which on an inner substrate layer by means of a boundary layer relief
  • FIG. 10 shows a further sectional view of a security composite body in which boundary layer lens elements in the form of converging lenses are formed on a boundary layer relief and surface lens elements in the form of diverging lenses are formed in register therewith by means of a surface relief;
  • 1 1 is a sectional view of another security composite body, in which on an inner substrate layer by means of a boundary layer relief
  • Boundary layer lens elements in the form of diverging lenses and in the register hereby by means of a surface relief
  • Surface lens elements are formed in the form of converging lenses.
  • FIG. 1a shows the provision of a transparent layer 1 of a first plastic material, for example a polycarbonate.
  • the layer 1 which is referred to as the substrate layer 1, but may also be made of other plastic materials, in particular transparent thermoplastic material materials. Plastic layers may also be used which comprise only one area that is transparent in volume. Such a layer may be opaque, for example, as a coextruded film of one transparent and one or more
  • the transparent layer 1 has an upper side 4 and an opposite lower side 6. These are preferably flat and plane-parallel. The surfaces of the upper side 4 and the lower side 6 may be roughened.
  • the transparent layer 1 can be processed, for example, information 2 can be printed. This is shown in Fig. 1 b. It is essential that an area 3 remains transparent.
  • a relief structure 5 is then formed. This can be done by different methods, preferably via an ultrasonic embossing process with a structured sonotrode, is coupled into the ultrasound and during the Ultrasonic coupling is pressed with pressure on the surface 4 of the substrate layer 1, so that a relief structure 5 is formed in the transparent region 3. In the top 4 thus a relief structure 5 is formed.
  • Substrate layer 1 is preferably flat.
  • FIG. 1 c shows the substrate layer 1 provided with the relief structure 5.
  • the relief structure 5 is then filled with a second plastic material 1 1, so that it forms a matched to the relief structure 5 counter-structure 15. This condition is shown in Fig. 1d.
  • a surface 14 of the second plastic material 11 facing away from the relief structure 5 is planar and preferably plane-parallel to the underside 6 of the substrate layer 1.
  • Substrate layer 1 is made, has a different refractive index rii than the second plastic material 1 1. Its refractive index is designated n 2 .
  • n 2 refractive index
  • a refraction according to the geometrical optics on the relief structure 5 occurs upon the passage of light.
  • Plastic material 1 1 thus determines the optical refraction together with the refractive indices and n 2 .
  • the relief structure s is formed to form cylindrical lenses.
  • the relief structure 5, which defines the relief of the boundary layer 16, is also called boundary layer relief structure in the finished composite body.
  • the second plastic material 11 is preferably applied in liquid form to the surface of the first substrate layer 1, for example by means of a printing process or by means of doctoring. In the illustrated embodiment, the second plastic material 1 1 is applied over the entire surface of the top 4 of the first substrate layer 1.
  • an additional substrate layer 21 and a further substrate layer 31 are provided.
  • the additional substrate layer 21 is in this case printed on a lower side 24 over the entire surface except for a recess region 22. This is positioned so that when joining the layer 21 with the substrate layer 1, on which the second plastic material 1 1 is applied, a view through the substrate layer 21 on the formed refractive structure, which by the
  • Boundary layer relief structure 5 is created allows.
  • the further substrate layer 31 is designed in this example as a completely transparent layer.
  • one is Hologram 41 provided.
  • the layers 21, 1, and 31, as well as the hologram 41, are stacked, preferably stapled together, as shown, and then bonded into a composite body 100 in a high pressure, high temperature lamination process, as shown in Figure 1f.
  • the substrate layers 21 and 31 are preferably produced on the basis of the same polymer as the layer 1 and the second plastic material 11. This makes it possible to form a monolithic safety composite body 100, in which no phase transitions with respect to the polymer structure in the safety composite body 100 can be recognized at the original boundary layers between the layers 21, 11, 1, 31.
  • the refractive indices of the additional layer 21 and the further layer 31 can in principle be chosen arbitrarily. However, these are preferably selected, for example, such that the refractive index is identical to that of the first plastic material. In such an embodiment, only the refractive index n 2 of the second plastic material deviates. This can be chosen, for example, larger than that of the first plastic material. However, embodiments are also conceivable in which the refractive index n 2 of the second plastic material 1 1 is less than that of the first plastic material.
  • the refractive index of a plastic material can be adapted by dispersing nanoparticles in the polymer matrix, in particular nanoparticles of transition metal compounds, which themselves are transparent. Titanium dioxide Ti0 2 or zirconium dioxide Zr0 2 are particularly suitable for this purpose.
  • a surface relief structure 75 is then impressed in register with the boundary layer relief structure 5 by means of an ultrasound embossing method by means of a structured sonotrode 74 in an upper side 104 of the safety composite body 100.
  • Fig. 1 g is indicated that via laser radiation from different directions a and b over the top 104 of the security composite body 100 different information components of an optically verifiable feature 61, which are indicated here by a square and a triangle, in the security composite body 100 means
  • Laser marking can be saved.
  • the laser light is focused at different locations via the microlenses formed by the surface relief structure 75 and the boundary layer relief structure 5 and causes the plastic material of a material layer 131 to be colored with the original layer 31 corresponds. So the information shares in different places
  • Boundary layer relief structure 5 is arranged, this information about the
  • Opposite page 106 recognizable as static information viewing angle independent.
  • FIG. 2 again schematically illustrates the production method in connection with a production device 200.
  • Different substrate layers 21 1, 212, 213, 214, 215 are provided via different rollers 201 - 205. While the substrate layer 215 in the illustrated embodiment is an opaque layer, the substrate layers 21 1 to 214 are each transparent substrate layers.
  • the provided as a film substrate layer 214 is also formed as a so-called laserable film, which is designed for laser marking. Via printing devices 221-225, the individual substrate layers 21 1 -215 can be printed on their upper and / or lower sides.
  • a relief structure 5 is embossed in an upper side 4 of the substrate layer 213.
  • Into the opaque substrate layer 215 is by means of a
  • Perforation unit 241 a see-through window in the form of microscopic
  • Openings 98 which are formed as through holes, in the
  • Substrate layer 215 created.
  • a feeder 253 a second
  • Plastic material 216 applied to the top 4 of the substrate layer 213, so that the relief structure 5 is completely leveled and covered. This means that the relief structure is completely covered by the second plastic material 216.
  • the substrate layers 21 1, 212, 213 are combined with the layer 216 formed thereon and the substrate layers 214, 215 and laminated in a high-pressure high-temperature lamination device 260 to form a composite 270.
  • an embossing plate is used, which register exactly in the formed in the interior boundary layer relief structure 5 a surface relief structure 75 at
  • an optically verifiable feature 61 is stored in register with the boundary layer relief structure 5 and the surface relief structure 75. These comprise different information portions, which are marked from different laser irradiation directions by utilizing the boundary layer relief structure 5 and the surface relief structure 75 in the interior of the composite 270 in register with it.
  • the substrate layer 215 may also be transparent. Of course, in this case, a perforation for forming a see-through window is not necessary.
  • Safety composite body 100 isolated from the composite 270. It is understood that only one exemplary embodiment is described and others
  • Security features and security elements in the production process can be trained and inserted.
  • a number of the layers or films used can also be varied.
  • the substrate layer 215 may also be transparent.
  • a perforation for forming a see-through window is not necessary.
  • a transparent substrate layer is provided, preferably as a foil with an upper side 4 and an underside 6 which is plane-parallel thereto.
  • a relief structure 5 forming a lens array is introduced into the upper side 4 of the substrate layer 1, for example embossed or over
  • the relief structure 5 is "filled in” and covered with a second plastic material 11, which is preferably printed or latticed in liquid form. This is shown in Fig. 3c.
  • the second plastic material 1 1 has a refractive index n 2 , which is different from the refractive index ni of the first plastic material from which the substrate layer 1 consists.
  • the plastic materials differ which are produced on the basis of the same polymer, with regard to the concentration of the admixture of, for example, TiO 2 nanoparticles.
  • an optically detectable feature 61 for example information in the form of FIG
  • Characters which in turn are created from micro-font, applied.
  • a color based on polymer as mentioned above, can be used.
  • a metal strip having apertures in the form of micro-writing or the like may be applied to the substrate layer 31.
  • FIG. 3e shows by way of example how the optically verifiable feature 61 can contain two different information contents. Without an enlargement only the character "A" is perceptible, which represents the first information content 62. When viewed through a magnifying glass 64, another information content "This is an example” 63 is perceptible.
  • the character "A” is by the in micro typeface
  • a substrate layer 21 is furthermore provided.
  • Substrate layer 31 are stacked and stapled in this order, so that the optically verifiable feature 61 and the relief structure 5 are register-aligned.
  • a security composite body 100 shown in Fig. 3f is formed.
  • the surface relief structure 75 becomes register-accurate with the boundary layer relief structure 5 and the optically verifiable
  • beam path 300 is shown by way of example, in which the optical structures of surface relief structure 75 and boundary layer relief structure 5 together form an optical structure for the optically verifiable feature 61.
  • Verification over the bottom 106 of the security composite body 100 is the
  • FIGS. 1 d, 1 f, 1 g, 2 to 8 show a further embodiment of a security composite body 100, which is produced from a total of five film layers and a layer of the second plastic material applied to the substrate layer 1. It is noted at this point that the layer boundaries shown in FIGS. 1 d, 1 f, 1 g, 2 to 8 are plotted in the respective safety composite body 100 merely for the purpose of illustration and as an indication of the layers used for the production. If these are all produced on the basis of the same polymer, then such layer boundaries in the composite body are not identifiable on the basis of the plastic structure but at most on the basis of other properties, such as the refractive index, transparency, applied printing information, or admixtures of substances, for example photosensitizers or the like.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which relief structures 5 and 5 'are formed in the substrate layer 1 both on the upper side 4 and on the lower side 6.
  • the top 4 is covered with a second plastic material 1 1 and the bottom 6 with a third plastic material 81st Indicates the first plastic material of the
  • Substrate layer 1 has a refractive index, so in one embodiment, the refractive indices of the second plastic material n 2 and the third plastic material n 3 are chosen so that these are both smaller than the refractive index. In another embodiment, this ratio can be reversed so that the
  • Refractive indices n 2 , n 3 is greater than the refractive index of the first plastic material.
  • Plastic material 81 substrate layers 21 and 31 are formed, which are each capable of laser.
  • a further substrate layer 91 is formed on an upper side 4 of the safety composite body 100 and another on the underside 6
  • Substrate layer 92 In the security composite body 100, of course, further security features may be formed, which are not shown for reasons of simplicity. It is advantageous if, through all the substrate layers 1, 21, 31, 91, 92 and the plastic materials 1 1 and 81 in the region in which the relief structures 5, 5 'are formed, a view through the security composite body 100 is possible.
  • Fig. 6 is a section through a further embodiment of a
  • the substrate layer 1 is only at its
  • Upper side 4 formed with a relief structure 5, via which a second plastic material 1 1 is superimposed.
  • a laser-capable substrate layer 21 and an upper cover layer 91 are arranged.
  • Under the bottom 6 of the substrate layer 1 is a laser-capable substrate layer 31, an opaque substrate layer 93 and a lower
  • Protective layer 92 is arranged. In the opaque substrate layer 93, a plurality of openings 98 is formed, so that in the opaque substrate layer 93 in the region 99, in which the relief structure 5 is formed, a view through the
  • Safety composite 100 is possible.
  • the security feature 61 is in the
  • Substrate layer 31 formed by laser marking.
  • a further embodiment is shown, which is similar to that of FIG. 5.
  • This embodiment differs from that according to FIG. 5 in that the security feature is applied by printing technology to an underside of the substrate layer 31, which in this case does not have to be laser-capable.
  • the upper side of the lowermost substrate layer 92 is printed over its entire area except for a recess 97 with opaque ink 96, which makes it possible to see through the relief structures 5 and 5 'the security feature 61.
  • This safety composite body 100 thus has a printed-through window produced by printing. In addition, this is
  • Security composite body another security element 85, for example a
  • Microchip inserted as an example.
  • FIG. 8 schematically shows a sectional view through a further embodiment of a safety composite body 100.
  • the relief structure 5 is formed in the top 4 of the substrate layer 1 so that the
  • Relief structure is formed completely below a level 8, which is defined by the top 4 of the substrate layer.
  • a level 8 which is defined by the top 4 of the substrate layer.
  • Such an embodiment can be realized for example by means of a laser ablation process for structuring the relief.
  • Other possible embodiments provide that in the area in which the relief structure is to be formed, first material from the
  • the relief structure 5 can be formed via a sonotrode embossing.
  • a further substrate layer 21, which is laser-capable, is arranged above. Below the substrate layer 1 are a
  • the layer 31 could also be saved and the optically verifiable feature 61 printed on the bottom 4 in register with the relief structure.
  • the printing can take place before the formation of the relief structure. This can then be stamped register-accurate adapted to the printing.
  • FIG. 9 schematically shows a further embodiment of a safety composite body 100 as a sectional view.
  • a material layer which is formed from a substrate layer 1, has a surface relief structure 5, which is preferably embossed into the substrate layer by means of a sonotrode.
  • An example scribed or printed layer 1 1 has a calculation index, which of the
  • Substrate layer 1 deviates and is preferably lower. In this case, the
  • optically verifiable feature 61 formed with an aligned in register and associated therewith boundary layer lens element 7, an optical structure of a Galilean telescope.
  • the optically verifiable feature 61 can be considered enlarged. If the optically verifiable feature 61 is not completely opaque, then it is also possible to use the opposing side 106 arranged objects (not shown) by the security composite body 100 from the top 104 are considered enlarged. A presence of this effect can be used to derive a verification decision.
  • FIG. 10 schematically shows a sectional illustration of a further safety composite body 100, in which boundary layer lens elements 7 in the form of converging lenses and in register with a surface relief 75 surface lens elements 77 are formed by diverging lenses. Between the boundary layer relief structure 5 and the bottom 106, an optically verifiable marking 61 is arranged.
  • first depressions are preferably impressed by means of a suitably shaped sonotrode, which are filled with plastic material 1 1 or be, which has a higher refractive index than the substrate layer 1.
  • boundary layer lens elements 7 in the form of converging lenses are formed on the boundary layer relief structure 5.
  • the individual information components of the optically verifiable marking 61 which are indicated here by means of squares and triangles, can be detected dependent on the viewing direction as a function of that of the upper side 104 under different viewing directions a, b.
  • Diverging lenses trained surface lens elements 77 are formed with the formed in the form of collimating lenses boundary layer lens elements 7, can be viewed enlarged by the top 104 and a spaced from the opposite side 106 object 430, which is here in the form of a letter "A".
  • 1 1 is a sectional view of a further security composite body, in which on an inner substrate layer 1 by means of a boundary layer relief structure. 5
  • the introduced into the substrate layer 1 relief structure 5 is covered with a plastic material 1 1, which has a higher refractive index than the substrate layer 1.
  • a surface relief structure 75 is formed which Surface lens elements 77 forms in the form of converging lenses.
  • Boundary layer lens element 7 are formed in the form of a diverging lens, are increased, so that the optically verifiable feature at a greater depth, as viewed from the top 104, can be arranged for optimal viewing.
  • the viewing angle-dependent feature can thus over almost the entire
  • Material thickness 500 of the safety composite body 100 are distributed. Protection against delamination and manipulation thus increases.
  • the see-through window can be formed by means of perforation or even by introducing a large recess, which is filled, for example, via insertion of another plastic material, into one of the further layers.
  • the optically verifiable feature forming first information by printing technology in
  • Safety composite is stored. All combinations of laser marking and print marking can be used in combination. Over a

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsverbundkörper (100) sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitsverbundkörpers (100), welches umfasst: Herstellen eines Verbundkörpers, Ausbilden einer Oberflächenreliefstruktur (75) an einer Außenfläche des Verbundkörpers, Einbringen eines optisch verifizierbaren Merkmals (61) in den Verbundkörper, wobei die Oberflächenreliefstruktur (75) und das Merkmal registergenau zueinander ausgebildet werden, wobei der Verbundkörper so hergestellt wird, dass im Innern eine Grenzschicht zwischen einem ersten Kunststoffmaterial mit einem ersten Brechungsindex n1 und einem zweiten Kunststoffmaterial (11) mit einem von dem ersten Brechungsindex n1 verschiedenen zweiten Brechungsindex n2 mit einem von einer ebenen Fläche abweichenden Grenzschichtreliefstruktur (5) strukturiert und registergenau mit dem Merkmal und der Oberflächenreliefstruktur (75) ausgerichtet wird, dass eine Verifikation des Merkmals (61) mittels einer aus einer Kombination der Oberflächenreliefstruktur (75) und der Grenzschichtreliefstruktur (5) ausgebildeten optischen Struktur verifizierbar ist.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsverbundkörpers und Sicherheitsverbundkörper mit zwei optisch brechenden Strukturen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsverbundkörpers sowie einen Sicherheitsverbundkörper, welcher eine an einer Oberfläche ausgebildete optisch brechende Struktur aufweist.
Als Sicherheitsverbundkörper wird hier ein aus mehreren Materialien hergestellter Verbundkörper betrachtet, der mindestens ein eine Fälschung, Nachahmung,
Duplizierung oder Ähnliches erschwerendes oder sogar unmöglich machendes Merkmal umfasst. Sicherheitsverbundkörper werden beispielsweise zur Herstellung von
Sicherheits- und/oder Wertdokumenten oder unmittelbar als Sicherheits- oder
Wertdokumente verwendet. Moderne Pass- oder Personaldokumente umfassen beispielsweise häufig einen Dokumentkörper, welcher auf Kunststoffbasis hergestellt ist. Ein solcher Dokumentkörper wird in der Regel aus mehreren Schichten, beispielsweise Folien, desselben oder unterschiedlicher Kunststoffmaterialien hergestellt. Ein solcher Dokumentkörper ist häufig ein Sicherheitsverbundkörper.
Zur Absicherung gegen Verfälschungen, unautorisierte Nachbildungen, Duplizierungen und Ähnliches weisen Sicherheitsverbundkörper oder Sicherheitsdokumente so genannte Sicherheitsmerkmale auf. Eine Klasse von Sicherheitsmerkmalen zeigt einen optischen Effekt, der auf einer Lichtbrechung an einer optischen Struktur zurückzuführen ist. Einige Sicherheitsmerkmale zeigen beispielsweise einen betrachtungswinkelabhängigen optischen Effekt.
Beispielsweise umfassen einige Sicherheitsdokumente eine an einer Oberfläche eines Dokumentkörpers ausgebildete lichtbrechende Struktur, beispielsweise in Form einer Lenticularlinse, welche eine Vielzahl von Linsenelementen in einem Linsenarray umfasst, und beabstandet hierzu eine in dem Dokumentkörper gespeicherte, optisch erfassbare Information.
Aus der WO 03/022598 A1 ist ein Aufzeichnungsträger bekannt, der eine obere Schicht aufweist, die auf ihrer Außenseite eine Mehrzahl von Lenticularlinsen und rückseitig ein Darstellungselement besitzt, das beim Kippen des Aufzeichnungsträgers um wenigstens eine Achse beweglich erscheint. Die Lenticularlinsen erstrecken sich lediglich über einen Teilbereich der gesamten Außenseite. Das Darstellungselement ist ein Sicherheitselement, das auf einer inneren Kartenschicht aufgedruckt ist. Nicht angegeben ist, wie die Lenticularlinsen in den Dokumentkörper eingebracht werden.
Aus der DE 10 2008 008 044 A1 ist ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Sicherheits- und/oder Wertdokumenten bekannt, die geeignet sind, flexible und fälschungssichere Strukturen mit geringer thermischer Belastung herzustellen, wobei die Oberflächenstruktur in die Oberseite und/oder die Unterseite von zur Herstellung von Dokumenten verwendeten Substraten mit einer Prägeeinrichtung, die mindestens ein Prägewerkzeug mit jeweils einer Kontaktfläche aufweist, unter Anwendung eines
Prägedrucks und unter Anwendung von Ultraschall eingeprägt wird, wobei die
Kontaktfläche genauso groß ist wie oder größer ist als die Oberseite oder die Unterseite des Substrats. Es sind Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens beschrieben, die Mikrolinsen in einen Dokumentkörper einprägen.
Aus der DE 10 2008 031 653 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen eines Sicherheitsmerkmals in ein Wert- oder Sicherheitsdokument bekannt, wobei das Wert- oder Sicherheitsdokument einen Dokumentenkörper mit mindestens einer thermoplastischen Oberflächenschicht umfasst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen des Dokumentenkörpers; Bereitstellen und/oder Erstellen einer strukturierten Sonotrode, die mit einer Schallquelle gekoppelt ist oder wird; Anordnen des Dokumentkörpers relativ zu der Sonotrode; Inkontaktbringen der Sonotrode und der Oberflächenschicht des Dokumentkörpers und zeitgleiches Einkoppeln von Schallwellen über die Sonotrode in das Wert- oder Sicherheitsdokument, so dass sich eine
Reliefstruktur in der Oberflächenschicht ausbildet, wobei die Sonotrode mit einer Strukturierung bereitgestellt wird und/oder hergestellt wird, die eine Solleindringebene aufweist und die Sonotrode so strukturiert ist, dass aus der Solleindringebene
vorspringende Bereiche und in die Solleindringebene hineinragende vertiefte Bereiche existieren, wobei die Sonotrode während der Schalleinkopplung unter Anwendung von Druck in den Dokumentkörper bewegt wird, bis die Solleindringebene mit einem
Dokumentkörperoberflächensollniveau übereinstimmt und die vorspringenden Bereiche vertiefte Reliefstrukturen und die vertieften Bereiche hervorspringende Reliefstrukturen in der Oberflächenschicht erzeugen. Aus der EP 0 216 947 A1 ist ein kartenförmiger Datenträger mit einem Substrat und mindestens einer transparenten Deckfolie bekannt. Das Substrat wird unter Anwendung eines Laserstrahls mit durch die Deckfolie hindurch erkennbaren Informationen versehen, wobei die transparente Deckfolie ein den Informationsbereich zumindest teilweise überlappendes vor dem Aufzeichnen der Information aufgebrachtes Relief trägt, welches durch seine optische Linsenwirkung die Informationsaufzeichnung charakteristisch verändert. In Abhängigkeit von der Einstrahlrichtung des Laserlichts wird die Information an unterschiedlichen Orten in dem Substrat gespeichert. Ebenso werden bei einer Sichtprüfung unterschiedliche Informationen in Abhängigkeit von einem
Betrachtungswinkel wahrgenommen.
Aus der EP 0 219 012 B1 ist ein Datenträger bekannt, bei dem in einem inneren
Volumenbereich Informationen mittels eines Laserstrahls eingebracht sind, die in Form von Änderungen der optischen Eigenschaften aufgrund einer irreversiblen, durch den Laserstrahl bewirkten Materialänderung sichtbar sind. Beschrieben sind beispielsweise kartenförmige Datenträger, die ein Linsenraster an einer Oberfläche aufweisen. Das Linsenraster kann bei einem Kaschiervorgang eingeprägt werden, indem in eine entsprechende Kaschierplatte ein Negativ des Linsenrasters eingearbeitet wird. Ebenso kann eine thermostabile Prägematrize verwendet werden, die zwischen der transparenten Deckschicht und der Kaschierplatte eingelegt wird. Es ist ferner beschrieben, dass die Karte mittels eines Laminierverfahrens hergestellt werden kann und das Linsenraster anschließend mittels eines Prägestempels oder einer Prägerolle eingebracht wird. Ein Einbringen der Information erfolgt über einen Laserstrahl, der unter unterschiedlichen Richtungen Informationen durch das Linsenraster in den Kartenkörper einbringt. So lassen sich auf einfache Weise Kippbilder realisieren.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und hieraus resultierenden Sicherheitsdokumenten, bei denen zunächst eine optische Struktur, vorzugsweise eine optische Struktur in Form eines Linsenrasters, in eine Oberfläche eingebracht wird und anschließend die Information mittels eines Laserstrahls über ein Bewirken irreversibler Materialveränderungen eingebracht wird, sind im Wesentlichen nur Informationen in Form von Grauwerten speicherbar. Darüber hinaus kann ein nachträgliches Zufügen von Informationen durch eine erneute Laserbestrahlung zum Verfälschen des
Sicherheitsdokuments genutzt werden. Vollfarbige oder bunte Informationsspeicherungen sind in der Regel nicht möglich. Bei dem aus der WO 03/022598 A1 bekannten Verfahren lässt sich die Information zwar farbig, insbesondere bunt, drucken, jedoch ist eine erreichbare Auflösung für ein betrachtungswinkelabhängiges Sicherheitsmerkmal dadurch begrenzt, dass beim Einfügen und Integrieren der Druckinformation in den
Dokumentkörper im Laminationsverfahren auftretende Schrumpfungsprozesse sowie eine exakte Ausrichtung der Druckinformation innerhalb des Dokumentkörpers und
insbesondere relativ zu in einem Laminierverfahren zeitgleich eingebrachten Mikrolinsen nur unzureichend gewährleistet ist.
Allgemein besteht das Bedürfnis, immer neuartige Sicherheitsmerkmale zu schaffen, insbesondere solche, welche schwierig herzustellen sind, und somit durch Fälscher nicht oder nur mit einem erheblichen Aufwand nacharbeitbar sind, jedoch einfach und ohne Hilfsmittel verifizierbar sind. Insbesondere besteht ein zunehmendes Bedürfnis an Sicherheitsmerkmalen, welche es erlauben, eine Manipulation eines Dokuments, insbesondere durch Delamination, festzustellen.
Der Erfindung liegt somit die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines neuartigen Sicherheitsverbundkörpers sowie einen neuartigen
Sicherheitsverbundkörper zu schaffen, welcher ein ohne Hilfsmittel zu verifizierendes Sicherheitsmerkmal umfasst, und schwieriger herzustellen ist als aus dem Stand der Technik bekannte Sicherheitsverbundkörper. Dieses Sicherheitsmerkmal soll die
Sicherheit eines Sicherheitsverbundkörpers gegen Auftrennen und erneutes Verbinden erhöhen.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, einen Verbundkörper herzustellen, welcher zusätzlich zu einer an der äußeren Oberfläche ausgebildeten brechenden optischen Struktur im Innern des Verbundkörpers eine weitere Licht brechende optische Struktur aufweist, die in Kombination einen optischen Effekt aufweisen, der sich von dem unterscheidet, der nur mit der brechenden Oberflächenstruktur realisierbar ist. Hierzu wird der Verbundkörper aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien erzeugt, welche im Volumen transparent sind, und unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen.
Ein solcher neuartiger Sicherheitsverbundkörper umfasst an einer Grenzfläche zwischen den beiden Kunststoffmaterialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes eine
Reliefstruktur. Durch die Grenzfläche hindurchtretendes Licht wird abhängig von einem Auftreffwinkel relativ zu einer lokalen Oberflächennormale an der Grenzflächenreliefstruktur aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes
unterschiedlich gebrochen. Bei geeigneter Ausgestaltung der Grenzschichtreliefstruktur, beispielsweise in Form von mehreren Mikrolinsen, kann jeweils eine lokale Fokussierung von ursprünglich parallel einfallenden Lichtstrahlen in einem Gebiet hinter der Grenzfläche erfolgen. Allgemein gilt, dass durch die Grenzschichtreliefstruktur hindurchtretendes Licht abweichend von einem Durchtritt durch eine ebene Grenzfläche zwischen Materialien unterschiedlichen Brechungsindizes gebrochen wird. In Kombination mit einer optischen Struktur an einer Oberfläche des Verbundkörpers können somit andersartige optische Abbildungen ausgeführt und hierüber andersartige optische Effekte erzielt werden, wenn ein Merkmal durch eine Oberflächenreliefstruktur und die Grenzschichtreliefstruktur zur Verifikation betrachtet wird.
Insbesondere wird ein Sicherheitsverbundkörper mit optisch brechender Struktur geschaffen, welcher einen Verbundkörper, mindestens ein optisch verifizierbares Merkmal und mindestens eine Oberflächenreliefstruktur an einer Au ßenfläche des Verbundkörpers zum Ausbilden einer optischen Struktur für ein Unterstützen des optischen Erfassens des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals umfasst, wobei im Innern des
Verbundkörpers registergenau mit der durch die Oberflächenreliefstruktur gebildeten optischen Struktur und/oder dem mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmal eine weitere optische Struktur ausgebildet ist, wobei die weitere optische Struktur mittels mindestens einer Grenzschicht zwischen einem ersten transparenten Kunststoffmaterial mit einem ersten Brechungsindex und einem zweiten transparenten Kunststoffmaterial mit einem von dem ersten Brechungsindex verschiedenen zweiten Brechungsindex n2 gebildet ist, wobei die Grenzschicht eine von einer ebenen Fläche abweichende
Grenzschichtreliefstruktur aufweist.
Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsverbundkörpers geschaffen, welches die Schritte umfasst: Herstellen eines Verbundkörpers, Ausbilden einer
Oberflächenreliefstruktur an einer Au ßenfläche des Verbundkörpers, Einbringen eines optisch verifizierbaren Merkmals in den Verbundkörper, wobei die
Oberflächenreliefstruktur und das optisch verifizierbare Merkmal registergenau
zueinander ausgebildet werden,
und wobei der Verbundkörper so hergestellt wird, dass im Innern eine Grenzschicht zwischen einem ersten Kunststoffmaterial mit einem ersten Brechungsindex n-i und einem zweiten Kunststoffmaterial mit einem von dem ersten Brechungsindex verschiedenen zweiten Brechungsindex n2 mit einer von einer ebenen Fläche abweichenden
Grenzschichtreliefstruktur strukturiert und registergenau mit dem optisch verifizierbaren Merkmal und der Oberflächenreliefstruktur ausgerichtet wird, so dass eine Verifikation des optisch verifizierbaren Merkmals mittels einer aus einer Kombination der
Oberflächenreliefstruktur und der Grenzschichtreliefstruktur ausgebildeten optischen Struktur möglich ist.
Vorteil der Erfindung ist es, dass die optische Struktur sich gleichsam über den gesamten Aufbau des Sicherheitsverbundkörpers erstreckt. Wird nun ein solcher
Sicherheitsverbundkörper zur Manipulation aufgetrennt, um zum Beispiel an eine
Innenlage zu gelangen und den dort liegenden Sicherheitschip gegen einen manipulierten Chips auszutauschen, so ist es anschließend nahezu unmöglich den
Sicherheitsverbundkörper wieder in der Form zusammen zu setzen, dass die optische Struktur wieder derart hergestellt wird, dass sich bei einem Betrachter der korrekte visuelle Eindruck wieder einstellt. Da mehrere Komponenten in unterschiedlichen Lagen am Strahlengang beteiligt sind und eine positionsgenaue Platzierung notwendig ist, kann so die Sicherheit eines solchen Sicherheitsverbundkörpers gegen Delamination gewährleistet werden.
Definitionen
Als Relief wird jede Struktur betrachtet, die von einer planen Ebene abweicht. Ein Relief an einer Oberfläche eines Körpers wird hier als Oberflächenreliefstrukur bezeichnet, eine Reliefstruktur an der Grenze zwischen zwei Materialien im Innern eines Körpers als Grenzschichtreliefstruktur. Allgemein gilt, dass ein Relief, welches eine Grenzfläche zwischen zwei Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes darstellt, als optische Struktur bezeichnet wird. Solche Grenzflächen treten an der Oberfläche beim Übergang von der Luft zum Kunststoffmaterial oder zwischen Kunststoffmaterialien unterschiedlicher Brechungsindizes auf. Eine optische Struktur bricht elektromagnetische Strahlung, insbesondere sichtbares Licht, gemäß den Gesetzmäßigkeiten der geometrischen Optik. Eine optische Struktur welche eine abbildende Eigenschaft aufweist wird als abbildende optische Struktur bezeichnet. Optische Strukturen umfassen insbesondere Mikrolinsen, Fresnellinsen und Lenticularlinsen. Mikrolinsen oder Lenticularlinsen sind Linsen, deren Krümmungsradien im Mikrometerbereich liegen (1 μηι bis 1 mm). Die Krümmungsform kann sphärisch, asphärisch oder eine Freiform sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Krümmungsform sphärisch oder zylindrisch sein. Ein
Linsenarray ist eine regelmäßige rasterartige Anordnung von Linsen. Mikrolinsen können auch in einem 2D-Raster ausgebildet sein und/oder jeweils eine rotationssymmetrische Gestalt aufweisen.
Unter Druckinformation werden Informationen verstanden, welche mittels einer
Drucktechnik eingebracht sind oder werden. Übliche Drucktechniken sind Hochdruck, insbesondere in der Ausprägung Letterset, Flachdruck, insbesondere in der Ausprägung Offset-Druck, Tiefdruck, insbesondere in den Ausprägungen Stichtiefdruck und
Rastertiefdruck, Durchdruck, insbesondere in der Ausprägung Siebdruck, sowie
Digitaldruck, insbesondere in den Ausprägungen Inkjet-Druck, Thermotransfer-Druck, Dye-Diffusion-Thermotransfer-(D2T2)-Druck, Retransfer-Druck, und Thermosublimation- Druck.
Ein optisch erfassbares oder optisch verifizierbares Merkmal ist jedes Merkmal, beispielsweise jede Information, das oder die durch eine Oberfläche eines
Dokumentkörpers grafisch mit einem optischen Sensor erfassbar sind.
Hierbei kann eine Erfassung im sichtbaren Wellenlängenbereich, im UV- oder IR- Wellenlängenbereich erfolgen.
Die erfasste Information ist die grafisch erfasste Information. Diese kann hinsichtlich eines erfassten Gehalts hinter einem erfassbaren Gesamtgehalts der erfassbaren Information zurückbleiben. Dies gilt beispielsweise dann, wenn ein Informationsgehalt mit
lumineszierenden Farbmitteln eingebracht ist, die im sichtbaren Wellenlängenbereich nicht erfassbar sind, ohne dass eine Anregung der Lumineszenz erfolgt. Die erfasste Information wird diesen Informationsgehalt grafisch nicht umfassen, sofern die optisch erfassbare Information ohne eine Anregung der Lumineszenz erfasst wird. Ebenso kann eine optisch erfassbare Information so ausgebildet sein, dass deren grafische Erfassung mit einer vorgegebenen Auflösung oder Vergrößerung einen ersten Informationsgehalt darstellt und bei einer verbesserten Auflösung oder höher gewählten Vergrößerung eine „Feinstruktur" preis gibt, die einen zweiten Informationsgehalt darstellt.
Farbig ist eine erfassbare Information, wenn sie bei einem menschlichen Betrachte einen Farbeindruck beim Betrachten hervorruft, wobei Grautöne, Weiß und Schwarz nicht als farbig angesehen werden. Auch lumineszierende Farbmittel, die nur bei entsprechender Anregung einen Farbeindruck hervorrufen, werden als farbig angesehen.
Als Farbe wird ein Farbeindruck bei einer Wahrnehmung angesehen. Auch Grautöne, Weiß und Schwarz stellen in diesem Sinn eine Farbe dar.
Bunt ist eine Information, wenn diese mehrere farbige Farben umfasst. Eine bunte Information ist somit nicht monochrom.
Eine optisch erfassbare Information "im Innern eines Dokumentkörpers integrieren" bedeutet, dass die Information so in den Dokumentkörper eingebracht wird, dass diese im fertigen Dokumentkörper einen Abstand zu den Oberflächen des Dokumentkörpers aufweist.
Bevorzugte Ausführungsformen
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Grenzschicht mit der Grenzschichtreliefstruktur im Innern des Verbundkörpers ausgebildet wird, indem in eine Substratschicht aus dem ersten Kunststoff material mit dem ersten Brechungsindex eine die
Grenzschichtreliefstruktur festlegende Reliefstruktur eingebracht wird, diese Reliefstruktur mit dem zweiten Kunststoffmaterial überlagert wird, welches den von dem ersten
Brechungsindex abweichenden zweiten Brechungsindex n2 aufweist, und das zweite Kunststoffmaterial und die Substratschicht gegebenenfalls mit weiteren Substratschichten zu einem den Sicherheitsverbundkörper ausbildenden Verbundkörper zusammengefügt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Einbringen der Reliefstruktur in die Substratschicht und/oder das Ausbilden der Oberflächenreliefstruktur mittels eines Ultraschallprägeverfahrens. Bei diesem wird in eine strukturierte Sonotrode Ultraschall angekoppelt und diese unter Aufwenden eines Drucks mit der Oberseite der transparenten Schicht oder der Körperfläche in Kontakt gebracht, in die eine
Reliefstruktur eingebracht werden soll. Ein Vorteil der Verwendung eines
Ultraschallprägeverfahrens liegt darin, dass die Ausbildung der Reliefstruktur in der transparenten Schicht in der Weise erfolgen kann, dass nur eine minimal benötigte Energiemenge in das transparente Kunststoff material eingebracht werden muss. Handelt es sich um ein thermoplastisches Kunststoffmaterial, so wird dieses nur lokal erwärmt und schmilzt nicht im gesamten Volumen auf. Insbesondere wenn die Reliefstruktur bezogen auf die Fläche des herzustellenden Sicherheitsverbundkörpers nur in einem kleinen Teilbereich ausgebildet werden soll, ist dies von enormem Vorteil. Eine
Oberflächenstruktur der beispielsweise als Folie bereitgestellten transparenten Schicht, welche beispielsweise optimal für eine nachfolgende Lamination und/oder ein Bedrucken vorbereitet ist, wird somit in jenen Bereichen, in denen die Reliefstruktur nicht ausgebildet wird, nicht oder nur minimal verändert.
Bei anderen Ausführungsformen kann ein Ausbilden einer der beiden Reliefstrukturen oder beider Reliefstrukturen jedoch auch durch ein Heißprägen eines Prägeblechs oder über eine Strukturierung mittels Laserstrahlung, insbesondere mittels einer Laserablation, vorgenommen werden. Eine Laserablation wird vorzugsweise mittels eines intensiven gepulsten Lasers vorgenommen, welcher schrittweise gezielt Material von der Oberfläche der transparenten Substratschicht oder einem fertigen Verbundkörper ablatiert.
Um eine hohe Beständigkeit des Sicherheitsverbundkörpers gegen ein nachträgliches Auftrennen des Sicherheitsverbundkörpers an jenen Grenzflächen zu vermeiden, welche mit den Grenzflächen der ursprünglich existierenden Schichten oder Kunststoffmaterialien übereinstimmen, aus denen der Sicherheitsverbundkörper ursprünglich zusammengefügt ist, ist es vorteilhaft, wenn alle Schichten oder verwendeten Kunststoffmaterialien auf Basis desselben Polymers hergestellt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Verbundkörper mittels eines
Laminationsverfahrens hergestellt.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der das zweite Kunststoff material auf Basis desselben Polymers wie das erste Kunststoffmaterialhergestellt wird oder ist und in flüssiger Form auf die mit der Reliefstruktur versehene eine transparente Schicht aufgebracht wird, wobei ein Brechungsindex unterschied Δη = |n n2| zwischen dem Brechungsindex rii des ersten Kunststoffmaterial, aus dem die eine transparente Schicht hergestellt ist, und dem Brechungsindex n2 des zweiten Kunststoff materials im fertigen Sicherheitsverbundkörper über unterschiedliche Konzentrationen von nanoskopischen dispergierten Anorganika, insbesondere Übergangsmetallverbindungen, noch bevorzugter Übergangsmetalloxiden, wie Ti02 oder Zr02, verursacht ist. Dem Fachmann sind Zubereitungen auf Basis eines Polymers in flüssiger Form bekannt. Beispielsweise sind aus der Druckschrift DE 10 2007 052 847 Zubereitungen bekannt, welche auf Polycarbonatbasis hergestellt sind und sich mittels eines
Tintenstrahldruckverfahrens verdrucken lassen. Auch aus der EP 0 688 839 A2 sind Polycarbonate auf Basis eines geminal disubstituierten Dihydroxy-Diphenylcycloalkans bekannt. Diese werden dort als Bindemittel von Siebdruckfarben eingesetzt. Der
Literaturstelle sind ebenfalls Verfahren zur Herstellung solcher Polycarbonate
entnehmbar.
Aus der DE 10 2007 052 948 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbunds mit zumindest einer ersten Polymerschicht sowie einer zweiten Polymerschicht jeweils aus einem Polycarbonatpolymer auf Basis Bisphenol A bekannt, wobei zwischen den
Polymerschichten ein Bauteil angeordnet ist, mit den folgenden Verfahrenstufen: a) das Bauteil wird auf der ersten Polymerschicht angeordnet oder in eine Vertiefung der ersten Polymerschicht eingelegt, b) die erste Polymerschicht wird auf der Seite, auf oder in welche das Bauteil angeordnet ist, zumindest im Bereich des Bauteils mit einer flüssigen Zubereitung, enthaltend ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch sowie ein Polycarbonatderivat auf Basis eines geminal disubstituierten Dihydroxydiphenyl- cycloalkans, beschichtet, c) optional erfolgt anschließend an Stufe b) eine
Trocknungsverfahrensstufe, d) anschließend an Stufe b) oder Stufe c) wird die zweite Polymerschicht auf die erste Polymerschicht, das Bauteil abdeckend, aufgelegt, e) die erste Polymerschicht und die zweite Polymerschicht werden unter Druck, bei einer Temperatur im Bereich von 120 ^ bis Ι δΟ 'Ό und für eine definierte Zeitspanne miteinander laminiert. Dem Fachmann sind somit grundsätzlich Zubereitungen bekannt, welche sich für das Herstellen eines Sicherheitsverbundkörpers auf Kunststoff basis eignen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Kunststoff material mittels eines Druckverfahrens aufgebracht, sodass zumindest in dem Gebiet, in dem das Relief der einen Substratschicht ausgebildet ist, mittels des zweiten Kunststoffmaterials eine ebene Fläche auf der von der Reliefstruktur abgewendeten Seite des zweiten Kunststoffmaterials ausgebildet wird. Ein Drucken kann mit jedem beliebigen Druckverfahren erfolgen. Bevorzugt wird ein Tintenstrahldruckverfahren, bei dem gezielt eine Überdruckung ein und desselben Ortes mehrfach erfolgen kann und somit gezielt ein Auffüllen der in der Reliefstruktur enthaltenen "Freiräume" vorgenommen werden kann, bis eine ebene Überdeckung des Reliefs flächig erreicht ist. Es können jedoch auch andere Druckverfahren eingesetzt werden, um gezielt das zweite Kunststoffmaterial auf die erste transparente Schicht mit der darin ausgebildeten Reliefstruktur aufzubringen.
Bei einer Weiterbildung wird die erste Kunststoff Schicht vollflächig mit dem zweiten Kunststoffmaterial überdeckt, sodass sich an der von der Reliefstruktur abgewandten Seite eine ebene Fläche ausbildet. Eine andere Möglichkeit des Auftragens des zweiten Kunststoff materials besteht im Rakeln.
Ebenso ist es möglich, insbesondere ein Tintenstrahldruckverfahren zu verwenden, bei dem Tinten auf Kunststoffbasis genutzt werden, welche einen hohen Brechungsindex aufweisen, d. h. insbesondere einen höheren Brechungsindex aufweisen, als die
Substratschicht, auf die gedruckt wird. Mit einem solchen Tintenstrahldruckverfahren ist es möglich, Linsenstrukturen direkt zu drucken. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass ein Tintenstrahldrucker ein und denselben Ort auf einer bedruckten Folie oder Substratschicht mehrfach nacheinander, auch in zeitlichen Abständen, bedrucken kann.
Einen besonders stabilen und gegen Angriffsversuche gesicherten
Sicherheitsverbundkörper erhält man, wenn die zu dem Verbundkörper
zusammengefügten Schichten und das zweite Kunststoffmaterial alle auf Basis desselben thermoplastischen Polymermaterials hergestellt sind oder werden. Diese werden dann in einem Hochdruckhochtemperaturlaminationsverfahren zu einem monolithischen
Sicherheitsverbundkörper zusammengefügt. Als monolithisch wird in diesem
Zusammenhang ein Sicherheitsverbundkörper angesehen, wenn eine einheitliche durchgehende Materialstruktur in dem Verbundkörper ausgebildet wird. Bei einem solchen Sicherheitsverbundkörper lässt sich kein Phasenübergang hinsichtlich der Polymerstruktur an den ursprünglichen Dichtgrenzen feststellen, aus denen der
Sicherheitsverbundkörper hergestellt ist. Als besonders haltbar und widerstandsfähig haben sich Sicherheitsverbundkörper aus Polycarbonat erwiesen. Vorzugsweise werden die Reliefstrukturen so strukturiert, dass diese jeweils ein
Linsenarray ausbilden. Beispielsweise kann ein Relief so strukturiert sein, dass dieses eine Vielzahl von Zylinderlinsenelementen umfasst, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Hierbei können die einzelnen Zylinderlinsenelemente identisch oder unterschiedlich hinsichtlich des Krümmungsradius und des Abstands zueinander ausgebildet sein.
Beispielsweise können zwei verschiedene Typen von Zylinderlinsen alternierend in einem Muster angeordnet sein.
Andere Ausführungsformen umfassen rotationssymmetrische Linsen, welche ein zweidimensionales regelmäßiges Raster ausbilden.
Die beiden Reliefstrukturen sind dann so aufeinander abgestimmt, dass diese eine gemeinsame optische Struktur bilden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind oder werden die Oberflächenreliefstruktur und die mindestens eine Grenzschichtreliefstruktur so aneinander und zusätzlich auf das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal abgestimmt, dass diese zumindest für einzelne Bestandteile des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals eine Lupenabbildung ermöglichen.
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Oberflächenreliefstruktur eine Vielzahl von Oberflächenlinsenelementen ausgebildet sind und mittels der
Grenzschichtreliefstruktur eine Vielzahl von Grenzschichtlinsenelementen ausgebildet sind, wobei zumindest einigen Oberflächenlinsenelementen der Vielzahl der
Oberflächenlinsenelemente ein Grenzschichtlinsenelement der Vielzahl der
Grenzschichtlinsenelemente zugeordnet ist und wobei eine Brennweite des
Oberflächenlinsenelements ein entgegengesetztes Vorzeichen zu einer Brennweite des zugeordneten Grenzschichtlinsenelements aufweist. Vorzugsweise sind die
Grenzschichtlinsenelemente jeweils bezüglich ihrer optischen Achse registergenau mit einer optischen Achse des Oberflächenlinsenelements ausgerichtet, dem diese
Grenzschichtlinsenelemente zugeordnet sind. Dies bedeutet, dass vorzugsweise viele Oberflächenlinsenelemente, denen ein Grenzschichtlinsenelement zugeordnet ist, eine gemeinsame optische Achse mit dem zugeordneten Grenzschichtlinsenelement aufweisen. Darüber, dass jeweils ein Linsenelement eine positive Brennweite und das entsprechende andere Linsenelement eine negative Brennweite aufweist, lassen sich neuartige Abbildungen realisieren.
Eine besonders vorteilhafte Realisierung sieht vor, dass die Brennweiten der
Oberflächenlinsenelemente und der Grenzschichtlinsenelemente sowie ein Abstand zwischen der Oberflächenreliefstruktur und der Grenzschichtreliefstruktur so aneinender angepasst sind, dass ein Brennpunkt des Oberflächenlinsenelements mit einem
Brennpunkt des zugeordneten Grenzschichtlinsenelements zusammen fällt. Sind die Brennweiten der einander zugeordneten Linsen ein entgegengesetztes Vorzeichen auf, so lässt sich auf diese Weise eine optische Struktur realisieren, welche auch als Galilei- Fernrohr bezeichnet wird.
Eine hohe Stabilität und Präzision der in der Grenzreliefstruktur ausgebildeten
Grenzschichtlinsenelemente erreicht man, wenn man zwischen die
Grenzschichtreliefstruktur und die Oberflächenreliefstruktur eine Schicht oder einen Materialbereich vorsieht, welcher durch planparallele Ebenen begrenzt ist, welche im Wesentlichen parallel zu einer flächigen Erstreckung der Oberfläche orientiert sind, in die die Oberflächenreliefstruktur eingebracht ist. Diese Materialschicht ist hinsichtlich des Brechungsindexes homogen und transparent. Dies bedeutet, dass weder das Relief der Grenzschichtreliefstruktur noch das Relief der Oberflächenreliefstruktur in diesen homogenen und transparenten Materialbereich eindringen. Ferner wirken sich kleiner Abweichungen bei der Herstellung einer Reliefstruktur nicht auf die jeweils andere Reliefstruktur aus.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Oberflächenlinsenelemente eine negative Brennweite auf.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Brennweite der Grenzschichtlinsenelemente betragsmäßig größer als die Brennweite der Oberflächenlinsenelemente. Die Brennweite kann zum Einen über eine Gestaltung der jeweiligen Grenzschichtreliefstruktur bzw. Oberflächenreliefstruktur, insbesondere über einen Krümmungsradius, im Bereich des jeweiligen Linsenelements und über den Brechungsindexunterschied an der jeweiligen Grenzfläche, d. h. der Oberfläche, an der die Oberflächenreliefstruktur ausgebildet ist, bzw. an der Grenzschicht im Inneren des Verbundkörpers, beeinflusst werden.
Vorzugsweise ist die Brennweite jener Linsenelemente, welche eine Sammellinse darstellen, d. h. eine positive Brennweite aufweisen, größer als die der jeweils
zugeordneten Linsenelemente, welche als eine Sammellinse ausbildet sind und eine negative Brennweite aufweist.
Besonders bevorzugt bilden die Krümmungsradien der Linsenelemente, welche einander zugeordnet sind, betragsmäßig ein ganzzahliges Verhältnis. Die Brennweite der
Zerstreuungslinsenelemente ist betragsmäßig kleiner als die Brennweite der Sammellinse zu wählen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Markierung zwischen der Grenzflächenreliefstruktur und einer der Oberseite, in der die Oberflächenreliefstruktur ausgebildet ist, gegenüberliegenden Unterseite im Inneren des Verbundkörpers angeordnet ist. Ist der Verbundkörper in jenem Bereich, in dem die Oberflächenreliefstruktur, die Grenzschichtreliefstruktur und die hier zwischen
angeordnete mindestens eine optische verifizierbare Markierung angeordnet sind, transparent, so kann die mindestens eine optisch verifizierbare Markierung relativ zu den in der Grenzschichtreliefstruktur ausgebildeten Linsenelementen ein
betrachtungsrichtungsabhängiges Sicherheitsmerkmal darstellen. Diese
Grenzschichtlinsenelemente bilden dann gemeinsam mit der mindestens einen optisch verifizierbaren Markierung ein sogenanntes innenliegendes CLI oder MLI, welches bedeutet, dass unter unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen, beispielsweise durch eine Unterseite des Verbundkörpers unterschiedliche Informationsgehalte, welche über die mindestens optisch verifizierbare Markierung codiert sind, erfassbar sind. Unter einer Betrachtungsrichtung kann beispielsweise ein Gesichtsbild und unter einer abweichenden anderen Betrachtungsrichtung eine in alphanumerischen Zeichen gespeicherte
Information, beispielsweise ein Geburtsdatum, wahrnehmbar sein.
Betrachtet man den Verbundkörper über die Oberseite, an der die
Oberflächenreliefstruktur ausgebildet ist, so ist es bei geeigneter Abstimmung der Brennweiten und Abstände zwischen den in der Oberflächenreliefstruktur ausgebildeten Oberflächenlinsenelementen und den in der Grenzschichtreliefstruktur ausgebildeten Grenzschichtlinsenelementen, möglich, ein Galilei-Fernrohr zu realisieren, sodass durch den Verbundkörper hindurch, im Verbundkörper oder sogar außerhalb des
Verbundkörpers befindliche Objekte vergrößert darstellbar sind. Diese
Vergrößerungseigenschaft kann zu einer Verifikation herangezogen werden. Über die Oberflächenlinsenelemente und die Grenzschichtlinsenelemente wird im Zusammenwirken ein optischer Effekt realisiert. Vorzugsweise sind die
Oberflächenlinsenelemente Zerstreuungslinsen, welche auch Okular-Linsenelemente genannt werden. Die Grenzschichtlinsenelemente sind dann Sammellinsen. Diese werden als Objektiv-Linsenelemente bezeichnet. Vorzugsweise ist ein Abstand der
Okularlinsenelemente von den Objektiv-Linsenelementen geringer als eine Brennweite der Objektiv-Linsen. Zu beachten ist, dass eine Brennweite abhängig von den
Brechungsindices der Materialien auf beiden Seiten der die Linsenelemente ausbildenden Reliefstruktur auf bei den Seiten der Linsenelemente unterschiedlich sein kann oder ist. Für die obige Aussage ist die Brennweite der Objektiv-Linsenelemente entscheidend, die dem Okular-Linsenelement zugewandt ist. Bevorzugt ist ein Krümmungsradius der Okular-Linsenelemente betragsmäßig größer als der Krümmungsradius der Objektiv Linsenelemente. Besonders bevorzugt ist der Krümmungsradius der Okular- Linsenelemente jedoch betragsmäßig kleiner als das Fünffache des Betrags des
Krümmungsradius der Objektiv Linsenelemente.
Bei anderen Ausführungsformen ist es möglich, dass die Oberflächenlinsenelemente Sammellinsen darstellen und im Inneren des Verbundkörpers als Zerstreuungslinsen wirkende Grenzschichtlinsenelemente ausgebildet sind. In diesem Fall wird die mindestens eine optisch verifizierbare Markierung bezüglich der Oberflächenlinsenelemente ausgerichtet um einen MLI- oder CLI-Effekt, d. h. einen
betrachtungsrichtungsabhängigen Effekt zu erhalten.
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das optisch verifizierbare Merkmal Zeichen oder Symbole mit Abmessungen im Mikrometerbereich umfasst. Somit wird das optisch verifizierbare Merkmal mit Informationsbestandteilen in Form von Symbolen und/oder Zeichen ausgebildet, deren Größe im Mikrometerbereich liegt. Ein Vorteil liegt darin, dass das optisch verifizierbare Merkmal so ausgebildet werden kann, dass ein Informationsgehalt ohne die durch die Grenzschichtreliefstruktur und die
Oberflächenreliefstruktur gebildete optische Struktur nicht wahrnehmbar ist. Somit kann eine hohe räumliche Informationsdichte realisiert werden. Ferner ist eine
Merkmalsausbildung mit Strukturen im Mikrometerbereich technisch aufwendig. Für eine Verifikation ist es wünschenswert, das optisch verifizierbare Merkmal einmal direkt und einmal über die durch die Kombination der Reliefstrukturen gebildete optische Struktur betrachten zu können.
Bei einer Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass der Verbundkörper im Bereich des optisch verifizierbaren Merkmals und der dazu im Register ausgerichteten
Grenzschichtreliefstruktur und der Oberflächenreliefstruktur ein Durchsichtfenster umfasst, und das optisch verifizierbare Merkmal so ausgestaltet ist, dass bei einer Betrachtung des optisch verifizierbaren Merkmals durch die Oberflächenreliefstruktur und die im Innern des Verbundköpers ausgebildete Grenzschichtreliefstruktur mindestens ein Informationsgehalt des optisch verifizierbaren Merkmals für einen menschlichen
Betrachter ohne ein eine Abbildungsoptik enthaltendes Hilfsmittel erfassbar ist, der bei einer Betrachtung durch eine der mit Oberflächenreliefstruktur versehenen Seite des Verbundkörpers gegenüberliegende Seite ohne ein eine Abbildungsoptik enthaltendes Hilfsmittel nicht erfassbar ist.
Bei einer Ausführungsform wird der Verbundkörper mit einem Durchsichtfenster im Bereich des optisch verifizierbaren Merkmals und der dazu im Register ausgerichteten Grenzschichtreliefstruktur und der Oberflächenreliefstruktur ausgebildet und das optisch verifizierbare Merkmal so ausgestaltet, dass bei einer Betrachtung des optisch
verifizierbaren Merkmals durch die Oberflächenreliefstruktur und die im Innern des Verbundköpers ausgebildete Grenzschichtreliefstruktur mindestens ein Informationsgehalt des optisch verifizierbaren Merkmals für einen menschlichen Betrachter ohne ein eine Abbildungsoptik enthaltene Hilfsmittel erfassbar ist, der bei einer Betrachtung des optisch verifizierbaren Merkmal durch die der mit der Oberflächenreliefstruktur versehenen Seite gegenüberliegenden Seite des Verbundkörpers ohne ein eine Abbildungsoptik
enthaltendes Hilfsmittel nicht erfassbar ist.
Wird in den Sicherheitsverbundkörper eine Schicht eingearbeitet, welche im Volumen opak ist, so kann ein solches Durchsichtfenster beispielsweise durch eine großflächige Ausstanzung und Einfügung eines transparenten Materials zum Füllen der Ausstanzung hergestellt werden.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, eine Vielzahl von Durchbrechungen mit
Durchmessern im Mikrometerbereich, vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 200 μηι, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 10 und 100 μηι, in eine solche opake Schicht einzubringen. Werden solche Durchbrechungen in einem Raster angeordnet, so lässt sich eine Transparenz bis zu etwa 60 % Transmission erreichen. Die einzelnen
Durchbrechungen können hierbei durch ein transparentes Kunststoffmaterial, welches beispielsweise ebenfalls durch ein Druckverfahren auf die opake Schicht gezielt im Bereich der Durchbrechungen aufgebracht werden kann, verfüllt werden.
Hierzu kann eine Zubereitung verwendet werden, wie sie oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erwähnt ist. Bei geeigneter Zusammensetzung führen darüber hinaus Kapillarkräfte dazu, dass die flüssige Zubereitung in die Durchbrechungen eindringt und diese vollständig verfüllt.
Bei anderen Ausführungsformen werden die Durchbrechungen, welche Durchmesser im Mikrometerbereich aufweisen, nicht verfüllt. Es hat sich gezeigt, dass diese bei einem Hochdruckhochtemperaturlaminationsverfahren zumindest nicht durch das opake Wandmaterial der Durchbrechungen verfüllt werden, sodass diese im fertiggestellten Sicherheitsverbundkörper nach wie vor eine Durchsicht gestatten. Dies gilt für typische Schichtstärken im Bereich zwischen 20 μηι und etwa 500 μηι für geeignet gewählten Durchbrechungsdurchmessern der Perforation.
Das optisch verifizierbare Merkmal, welches registergenau mit den Reliefstrukturen in den Sicherheitsverbundkörper eingebracht wird, wird bei einer Ausführungsform unter Verwendung der gebildeten Reliefstrukturen mittels eines Lasermarkierverfahrens nach dem Zusammenfügen unter Ausnutzung der an der Oberfläche und im Innern des Verbundkörpers ausgebildeten Reliefstrukturen ausgebildeten optischen Strukturen eingebracht. Hierdurch ist eine registergenaue Einbringung zuverlässig gewährleistet.
Alternativ und/oder zusätzlich zu einem Einbringen der optisch verifizierbaren Merkmale über eine Lasermarkierung kann eine Information auch drucktechnisch auf eine
Substratschicht aufgebracht werden, die zum Erzeugen des Sicherheitsverbundkörpers verwendet wird. In einer ganz einfachen Ausführungsform, welche jedoch hinsichtlich einer Fälschungssicherheit reduziert ist, werden die Informationen des optisch
verifizierbaren Merkmals auf eine äußere Oberfläche des Dokumentkörpers aufgedruckt. Bei bevorzugteren Ausführungsform werden die Informationen auf eine Oberfläche einer Substratschicht vor einem Zusammenfügen zu dem Sicherheitsverbundkörper
aufgedruckt. Hierdurch ist eine nachträgliche Verfälschung nicht mehr oder nur erschwert nach einer Delamination möglich.
Bei drucktechnischer Ausbildung zumindest eines Teils des optisch verifizierbaren Merkmals wird somit eine Ausführungsform bevorzugt, bei der das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal über ein Aufdrucken von Informationen auf eine Oberfläche einer der zu dem Verbundkörper zusammengefügten Schichten aufgebracht wird, die eine Materialschicht im Innern des Sicherheitsverbundkörpers ausbilden.
Bei einer Ausführungsform wird oder ist das optisch verifizierbare Merkmal somit mittels Lasermarkierung in einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet und/oder drucktechnisch in den Verbundkörper eingebracht.
Neben Ausführungsformen, bei denen eine transparente Schicht, die ursprünglich zwei zueinander im Wesentlichen planparallele ebene Oberflächen aufweist, in die eine Oberfläche eine Reliefstruktur eingeprägt wird, sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen sowohl in die Oberseite als auch die Unterseite einer transparenten Schicht registergenau Reliefstrukturen, die aneinander angepasst sind, eingeprägt werden. Bei einer solchen Ausführungsform wird das eine Relief an der Oberseite sowie das andere Relief an der Unterseite jeweils mit einem Kunststoffmaterial überdeckt, welches einen Brechungsindex aufweist, der von dem Brechungsindex des Materials der transparenten Schicht abweicht. Vorzugsweise werden die registergenau zueinander ausgerichteten Reliefstrukturen, d.h. die eine Reliefstruktur und die andere Reliefstruktur, zeitgleich, vorzugsweise mittels eines Ultraschallprägeverfahrens, über zwei strukturierte
Sonotroden eingeprägt. Man erhält somit eine Ausführungsform, bei der zusätzlich in die Unterseite der einen transparenten Schicht registergenau mit der die
Grenzschichtreliefstruktur bildenden Reliefstruktur eine weitere, eine weitere
Grenzschichtreliefstruktur bildende Reliefstruktur ausgebildet wird, die ebenfalls mit dem zweiten Kunststoffmaterial oder einem dritten Kunststoffmaterial, welches einen von dem ersten Kunststoff material abweichenden Brechungsindex n3 aufweist, überdeckt wird, sodass in dem Verbundkörper durch das zweite Kunststoffmaterial oder das dritte
Kunststoffmaterial eine an die weitere Reliefstruktur angepasste weitere Gegenstruktur ausgebildet ist. Werden die Reliefstruktur und die weitere Reliefstruktur beide von dem zweiten Kunststoffmaterial überdeckt, so sind die Oberflächen des zweiten Kunststoffmaterials, die von der Reliefstruktur und der weiteren Reliefstruktur abgewandt sind, vorzugsweise eben und planparallel zueinander ausgebildet. Sofern ein dritter Kunststoff verwendet wird, sind vorzugsweise die von den Reliefstrukturen abgewandten Oberflächen des zweiten Kunststoff materials und des dritten Kunststoffmaterials eben und zueinander planparallel ausgebildet.
Es sind ebenso Ausführungsformen denkbar, bei denen in mehrere transparente Folien Reliefstrukturen eingeprägt werden, die jeweils von einem Kunststoffmaterial überdeckt werden, welches einen abweichenden Brechungsindex von dem Material aufweist, aus dem die jeweilige Schicht hergestellt ist, in welche eine solche Reliefstruktur eingeprägt ist. Das Vorsehen mehrerer Reliefstrukturen an unterschiedlichen Oberflächen von Substratschichten, die anschließend zu dem Verbundkörper zusammengefügt werden und dann im Innern des Dokumentkörpers angeordnet sind, besteht darin, dass so optisch brechende Elemente, beispielsweise Linsen, ausbildbar sind, die bei ansonsten gleich bleibenden geometrischen Reliefstrukturen eine höher brechende Optik ermöglichen. Weist z.B. eine transparente Substratschicht, in die auf beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Reliefstruktur eingeprägt wird, einen höheren Brechungsindex als die die Reliefstrukturen überdeckenden Kunststoffmaterialien auf, so„addiert" sich die Brechungswirkung von gleichartigen registergenau ausgerichteten Oberflächenstrukturen. Dem Fachmann ist die Gesetzmäßigkeit der paraxialen Optik bekannt. Mit dieser lassen sich die Brennweiten einzelner Linsen und von Linsenkombinationen errechnen. Werden beispielsweise registergenau auf beiden Seiten Zylinderlinsenstrukturen eingeprägt, so können bei Verwendung derselben Kunststoffmaterialien kürzere Brennweiten erzielt werden als bei einer Ausführungsform, bei der nur auf einer Seite der Kunststoff Schicht eine Reliefstruktur mit Zylinderlinsenprofilen eingeprägt und mit einem anderen Kunststoff überdeckt wird.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 a-1 g schematische Darstellungen zur Erläuterung der Herstellung eines
Sicherheitsverbundkörpers; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen eines
Sicherheitsverbundkörpers;
Fig. 3a-3d, 3f eine schematische Schnittdarstellung einer Herstellung einer weiteren
Ausführungsform eines Sicherheitsverbundkörpers;
Fig. 3e schematische Darstellung eines aus Mikroschrift gebildeten
Schriftzeichens;
Fig. 3g schematische Schnittzeichnung durch eine optische Struktur mit
eingezeichnetem Strahlengang;
Fig. 4 eine weitere Schnittdarstellung eines Sicherheitsverbundkörpers;
Fig. 5 eine weitere Schnittdarstellung eines Sicherheitsverbundkörpers, bei dem zwei innere Grenzflächen mit einer Reliefstruktur registergenau zueinander ausgebildet sind;
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitsverbundkörpers, bei dem ein Durchsichtfenster in einer opaken Schicht über Durchbrechungen ausgebildet ist;
Fig. 7 eine weitere schematische Schnittdarstellung eines
Sicherheitsverbundkörpers, bei dem ein Durchsichtfenster über eine Aussparung in einer vollflächigen Bedruckung ausgebildet ist;
Fig. 8 eine weitere schematische Schnittdarstellung eines
Sicherheitsverbundkörpers, bei dem die Reliefstruktur in die transparente Schicht bei der Herstellung so eingebracht wurde, dass die Reliefstruktur vollständig unterhalb eines durch eine Oberseite festgelegtes Niveau ausgebildet ist;
Fig. 9 eine weitere Schnittdarstellung eines Sicherheitsverbundkörpers, bei dem auf einer inneren Substratschicht mittels eines Grenzschichtreliefs
Grenzschichtlinsenelemente in Form von Sammellinsen und im Register hiermit mittels eines Oberflächenreliefs Oberflächenlinsenelemente in Form von Zerstreuungslinsen ausgebildet sind;
Fig. 10 noch eine weitere Schnittdarstellung eines Sicherheitsverbundkörpers, bei dem an einem Grenzschichtrelief Grenzschichtlinsenelemente in Form von Sammellinsen und im Register hiermit mittels eines Oberflächenreliefs Oberflächenlinsenelemente in Form von Zerstreuungslinsen ausgebildet sind; und
Fig. 1 1 eine Schnittdarstellung eines weiteren Sicherheitsverbundkörpers, bei dem auf einer inneren Substratschicht mittels eines Grenzschichtreliefs
Grenzschichtlinsenelemente in Form von Zerstreuungslinsen und im Register hiermit mittels eines Oberflächenreliefs
Oberflächenlinsenelemente in Form von Sammellinsen ausgebildet sind.
Anhand der Fig. 1 a bis 1 f soll das Herstellungsverfahren für einen
Sicherheitsverbundkörper schematisch dargestellt werden. In Fig. 1 a ist das Bereitstellen einer im Volumen transparenten Schicht 1 aus einem ersten Kunststoffmaterial, beispielsweise einem Polycarbonat, dargestellt. Die Schicht 1 , die als Substratschicht 1 bezeichnet wird, kann jedoch auch aus anderen Kunststoffmaterialien, insbesondere transparenten thermoplastischen Kunststoff materialien, hergestellt sein. Es können ebenfalls Kunststoffschichten verwendet werden, welche nur ein Gebiet umfassen, welches im Volumen transparent ist. Eine solche Schicht kann beispielsweise als coextrudierte Folie aus einem transparenten und einem oder mehreren opaken
Kunststoffmaterialen hergestellt sein. Die transparente Schicht 1 weist eine Oberseite 4 und eine gegenüberliegende Unterseite 6 auf. Diese sind vorzugsweise eben und planparallel. Die Oberflächen der Oberseite 4 und der Unterseite 6 können aufgeraut sein.
Die transparente Schicht 1 kann bearbeitet werden, beispielsweise kann eine Information 2 aufgedruckt werden. Dieses ist in Fig. 1 b gezeigt. Wesentlich ist, dass ein Gebiet 3 transparent verbleibt.
In diesem Gebiet 3 wird anschließend eine Reliefstruktur 5 ausgebildet. Dies kann über unterschiedliche Verfahren erfolgen, vorzugsweise über ein Ultraschallprägeverfahren mit einer strukturieren Sonotrode, in die Ultraschall eingekoppelt wird und die während der Ultraschalleinkopplung mit Druck auf die Oberfläche 4 der Substratschicht 1 gepresst wird, sodass sich eine Reliefstruktur 5 in dem transparenten Gebiet 3 ausbildet. In der Oberseite 4 ist somit eine Reliefstruktur 5 ausgebildet. Eine Unterseite 6 der
Substratschicht 1 ist vorzugsweise eben. In Fig. 1 c ist die mit der Reliefstruktur 5 versehene Substratschicht 1 gezeigt.
Die Reliefstruktur 5 wird anschließend mit einem zweiten Kunststoff material 1 1 verfüllt, sodass dieses eine an die Reliefstruktur 5 angepasste Gegenstruktur 15 ausbildet. Dieser Zustand ist in Fig. 1 d gezeigt. Eine von der Reliefstruktur 5 abgewandte Oberfläche 14 des zweiten Kunststoffmaterials 1 1 ist eben und vorzugsweise planparallel zu der Unterseite 6 der Substratschicht 1 . Das erste Kunststoffmaterial, aus dem die
Substratschicht 1 gefertigt ist, weist einen anderen Brechungsindex rii auf als das zweite Kunststoffmaterial 1 1 . Dessen Brechungsindex wird mit n2 bezeichnet. Somit tritt eine Brechung gemäß der geometrischen Optik an der Reliefstruktur 5 bei einem Durchtritt von Licht auf. Die Form einer dieselbe Reliefstruktur 5 aufweisenden Grenzschicht 16 zwischen dem ersten Kunststoffmaterial der Substratschicht 1 und dem zweiten
Kunststoffmaterial 1 1 legt somit gemeinsam mit den Brechungsindizes und n2 die optische Brechung fest. In der dargestellten Ausführungsform ist die Reliefstruktur s ausgebildet, um Zylinderlinsen auszubilden. Die Reliefstruktur 5, welche das Relief der Grenzschicht 16 festlegt, wird im fertigen Verbundkörper auch Grenzschichtreliefstruktur genannt.
Das zweite Kunststoffmaterial 1 1 wird vorzugsweise in flüssiger Form auf die Oberfläche der ersten Substratschicht 1 appliziert, beispielsweise mittels eines Druckverfahrens oder mittels Rakeln. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das zweite Kunststoff material 1 1 vollflächig auf die Oberseite 4 der ersten Substratschicht 1 aufgebracht.
Wie in Fig. 1 e dargestellt ist, werden eine zusätzliche Substratschicht 21 und eine weitere Substratschicht 31 bereitgestellt. Die zusätzliche Substratschicht 21 ist hierbei an einer Unterseite 24 vollflächig bis auf einen Aussparungsbereich 22 bedruckt. Dieser ist so positioniert, dass er bei einem Zusammenfügen der Schicht 21 mit der Substratschicht 1 , auf welcher das zweite Kunststoff material 1 1 aufgebracht ist, eine Durchsicht durch die Substratschicht 21 auf die ausgebildete brechende Struktur, welche durch die
Grenzschichtreliefstruktur 5 geschaffen ist, ermöglicht. Die weitere Substratschicht 31 ist in diesem Beispiel als vollständig transparente Schicht ausgeführt. Zusätzlich ist ein Hologramm 41 bereitgestellt. Die Schichten 21 , 1 und 31 sowie das Hologramm 41 werden in der dargestellten Weise übereinander geschichtet, vorzugsweise aneinander geheftet, und anschließend in einem Hochdruckhochtemperaturlaminationsverfahren zu einem Verbundkörper 100 verbunden, wie dies in Fig. 1 f dargestellt ist. Vorzugsweise sind die Substratschichten 21 und 31 auf Basis desselben Polymers hergestellt wie die Schicht 1 und das zweite Kunststoffmaterial 1 1 . Hierdurch kann erreicht werden, dass sich ein monolithischer Sicherheitsverbundkörper 100 bildet, bei dem an den ursprünglichen Grenzschichten zwischen den Schichten 21 , 1 1 , 1 , 31 keine Phasenübergänge hinsichtlich der Polymerstruktur im Sicherheitsverbundkörper 100 erkennen lassen.
Die Brechungsindizes der zusätzlichen Schicht 21 und der weiteren Schicht 31 können im Prinzip beliebig gewählt werden. Vorzugsweise sind diese jedoch beispielsweise so gewählt, dass der Brechungsindex identisch zu dem des ersten Kunststoffmaterials ist. Bei einer solchen Ausführungsform weicht nur der Brechungsindex n2 des zweiten Kunststoffmaterials ab. Dieser kann beispielsweise größer gewählt werden als der des ersten Kunststoffmaterials. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen der Brechungsindex n2 des zweiten Kunststoffmaterials 1 1 geringer als der des ersten Kunststoffmaterials ist. Der Brechungsindex eines Kunststoffmaterials kann darüber angepasst werden, dass in der Polymermatrix Nanopartikel dispergiert werden, insbesondere Nanopartikel von Übergangsmetallverbindungen, welche selbst transparent sind. Hierzu eignen sich besonders Titandioxid Ti02 oder Zirkondioxid Zr02.
Wie in Fig. 1 f dargestellt, wird dann mittels eines Ultraschallprägeverfahrens mittels einer strukturierten Sonotrode 74 in eine Oberseite 104 des Sicherheitsverbundkörpers 100 eine Oberflächenreliefstruktur 75 registergenau mit der Grenzschichtreliefstruktur 5 eingeprägt.
In Fig. 1 g ist angedeutet, dass über Laserstrahlung aus unterschiedlichen Richtungen a und b über die Oberseite 104 des Sicherheitsverbundkörpers 100 unterschiedliche Informationsanteile eines optisch verifizierbaren Merkmals 61 , die hier über ein Quadrat und ein Dreieck angedeutet sind, in dem Sicherheitsverbundkörper 100 mittels
Lasermarkierung gespeichert werden können. Das Laserlicht wird über die durch die Oberflächenreliefstruktur 75 und die in der Grenzschichtreliefstruktur 5 ausgebildeten Mikrolinsen an unterschiedlichen Orten fokussiert und bewirkt eine Einfärbung des Kunststoffmaterials einer Materialschicht 131 , die mit der ursprünglichen Schicht 31 korrespondiert. So werden die Informationsanteile an unterschiedlichen Orten
gespeichert. Analog zu der beschriebenen Einspeicherung sind
betrachtungswinkelabhängig unter den Betrachtungsrichtungen a b, unter denen die unterschiedlichen Informationen (Quadrat und Dreieck) eingeschrieben worden sind, diese Informationen verifizierbar. Die Informationsanteile Quadrat und Dreieck sind somit betrachtungswinkelabhängig bei einer Betrachtung durch die Oberseite 104
wahrnehmbar. Die Informationsanteile Dreieck, Quadrat stellen somit jeweils
Informationsanteile eines optisch verifizierbaren Merkmals 61 dar. Zusätzlich zu der betrachtungswinkelabhängigen Information, welche bezogen auf die eine
Betrachtungsseite des Sicherheitsverbundkörpers 100 unterhalb der
Grenzschichtreliefstruktur 5 angeordnet ist, ist diese Information über die
entgegengesetzte Seite 106 als statische Information betrachtungswinkelunabhängig erkennbar.
In Fig. 2 ist das Herstellungsverfahren erneut schematisch im Zusammenhang mit einer Herstellvorrichtung 200 dargestellt. Über unterschiedliche Rollen 201 -205 werden unterschiedliche Substratschichten 21 1 , 212, 213, 214, 215 bereitgestellt. Während die Substratschicht 215 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine opake Schicht ist, sind die Substratschichten 21 1 bis 214 jeweils transparente Substratschichten. Die als Folie bereitgestellte Substratschicht 214 ist darüber hinaus als so genannte laserfähige Folie ausgebildet, welche für eine Lasermarkierung ausgebildet ist. Über Druckeinrichtungen 221 -225 können die einzelnen Substratschichten 21 1 -215 an ihren Ober- und/oder Unterseiten bedruckt werden.
In einer Prägeeinrichtung 233 wird in eine Oberseite 4 der Substratschicht 213 eine Reliefstruktur 5 eingeprägt. In die opake Substratschicht 215 wird mittels einer
Perforationseinheit 241 ein Durchsichtfenster in Form von mikroskopischen
Durchbrechungen 98, welche als Durchgangslöcher ausgebildet sind, in der
Substratschicht 215 geschaffen. In einer Verfülleinrichtung 253 wird ein zweites
Kunststoffmaterial 216 auf die Oberseite 4 der Substratschicht 213 aufgebracht, sodass die Reliefstruktur 5 vollständig eingeebnet und überdeckt wird. Dies bedeutet, dass die Reliefstruktur vollständig von dem zweiten Kunststoffmaterial 216 überdeckt wird.
Anschließend werden die Substratschichten 21 1 , 212, 213 mit der darauf ausgebildeten Schicht 216 sowie den Substratschichten 214, 215 zusammengeführt und in einer Hochdruckhochtemperaturlaminationseinrichtung 260 zu einem Verbund 270 laminiert. Hierbei kommt ein Prägeblech zum Einsatz, welches registergenau in der im Innern ausgebildeten Grenzschichtreliefstruktur 5 eine Oberflächenreliefstruktur 75 beim
Laminieren in den Verbund 270 einprägt. In einer Beschriftungseinrichtung 280 wir ein optisch verifizierbares Merkmal 61 registergenau zu der Grenzschichtreliefstruktur 5 und der Oberflächenreliefstruktur 75 eingespeichert. Diese umfassen unterschiedliche Informationsanteile, die aus unterschiedlichen Lasereinstrahlrichtungen unter Ausnutzung der Grenzschichtreliefstruktur 5 und der Oberflächenreliefstruktur 75 im Innern des Verbunds 270 registergenau mit dieser markiert werden. Ferner kann die Substratschicht 215 ebenfalls transparent ausgebildet sein. In diesem Fall ist eine Perforation zum Ausbilden eines Durchsichtfensters selbstverständlich nicht nötig.
In einer Vereinzelungseinrichtung 290 werden schließlich einzelne
Sicherheitsverbundkörper 100 aus dem Verbund 270 vereinzelt. Es versteht sich, dass lediglich eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben ist und weitere
Sicherheitsmerkmale und Sicherheitselemente in dem Produktionsprozess mit ausgebildet und eingefügt werden können. Eine Anzahl der verwendeten Schichten bzw. Folien kann ebenfalls selbstverständlich variiert werden. Ferner kann die Substratschicht 215 ebenfalls transparent sein. In diesem Fall ist eine Perforation zum Ausbilden eines Durchsichtfensters selbstverständlich nicht nötig.
Anhand von Fig. 3a-f wird die Herstellung einer weiteren einfachen Ausführungsform eines Sicherheitsverbundkörpers 100 schematisch gezeigt.
Gemäß Fig. 3a wird eine transparente Substratschicht, vorzugsweise als Folie mit einer Oberseite 4 und einer hierzu planparallelen Unterseite 6 bereitgestellt.
Gemäß Fig. 3b wird in die Oberseite 4 der Substratschicht 1 eine ein Linsenarray ausbildende Reliefstruktur 5 eingebracht, beispielsweise eingeprägt oder über
Laserablation geformt.
Die Reliefstruktur 5 wird mit einem zweiten Kunststoffmaterial 1 1 , welches vorzugsweise in flüssiger Form aufgedruckt oder geräkelt wird, "verfüllt" und überdeckt. Dies ist in Fig. 3c gezeigt. Das zweite Kunststoff material 1 1 weist einen Brechungsindex n2 auf, der von dem Brechungsindex n-i des ersten Kunststoffmaterials verschieden ist, aus dem die Substratschicht 1 besteht. Beispielsweise unterscheiden sich die Kunststoff materialien, die auf Basis desselben Polymers hergestellt sind, hinsichtlich der Konzentration der Beimengung von z.B. Ti02 Nanopartikeln.
Wie in Fig. 3d gezeigt ist, wird auf eine weitere Substratschicht 31 drucktechnisch ein optisch erfassbares Merkmal 61 , beispielsweise eine Information in Form von
Schriftzeichen, die ihrerseits aus Mikroschrift-Schriftzeichen erstellt sind, aufgebracht. Hierzu kann beispielsweise eine Farbe auf Polymerbasis, wie sie oben erwähnt sind, genutzt werden. Alternativ kann ein Metallstreifen mit Durchbrechungen in Form von Mikroschrift oder Ähnliches auf die Substratschicht 31 aufgebracht werden.
In Fig. 3e ist beispielhaft gezeigt, wie das optisch verifizierbare Merkmal 61 zwei unterschiedliche Informationsgehalte enthalten kann. Ohne eine Vergrößerung ist nur das Schriftzeichen "A" wahrnehmbar, welches den ersten Informationsgehalt 62 darstellt. Bei einer Betrachtung durch eine Lupe 64 ist ein weiterer Informationsgehalt "Dies ist ein Beispiel" 63 wahrnehmbar. Das Schriftzeichen "A" ist durch den in Mikroschrift
aufgebrachten Schriftzug "Dies ist ein Beispiel" gebildet.
Gemäß Fig. 3d wird ferner eine Substratschicht 21 bereitgestellt. Die Substratschicht 21 , die mit der Reliefstruktur 5 und dem überdeckenden zweiten Kunststoff 1 1 versehene Substratschicht 1 und die mit dem optisch verifizierbaren Merkmal 61 versehene
Substratschicht 31 werden in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet und geheftet, so dass das optisch verifizierbare Merkmal 61 und die Reliefstruktur 5 registergenau ausgerichtet sind.
In einem Laminationsschritt wird ein Sicherheitsverbundkörper 100 ausgebildet, der in Fig. 3f gezeigt ist. Beim Laminieren oder anschließend wird die Oberflächenreliefstruktur 75 registergenau mit der Grenzschichtreliefstruktur 5 und dem optisch verifizierbaren
Merkmal 61 in dem Sicherheitsverbundkörper 100 ausgebildet.
In Fig. 3g ist exemplarisch Strahlengang 300 gezeigt, bei dem die optischen Strukturen der Oberflächenreliefstruktur 75 und der Grenzschichtreliefstruktur 5 gemeinsam eine optische Struktur Lupe für das optisch verifizierbare Merkmal 61 bilden. Bei einer
Verifikation über die Unterseite 106 des Sicherheitsverbundkörpers 100 ist das
Schriftzeichen "A", d.h. der erste Informationsgehalt wahrnehmbar, bei einer Verifikation über die Oberseite 104 die Vergrößerung und somit der Schriftzug "Dies ist ein Beispiel", d.h. der zweite Informationsgehalt.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Sicherheitsverbundkörpers 100, welcher aus insgesamt fünf Folienschichten sowie einer auf die Substratschicht 1 aufgebrachten Schicht aus dem zweiten Kunststoffmaterial hergestellt ist. Es wird an dieser Stelle angemerkt, dass die in den Fig. 1 d, 1 f, 1 g, 2 bis 8 eingezeichneten Schichtgrenzen in dem jeweiligen Sicherheitsverbundkörper 100 lediglich zur Veranschaulichung und als Hinweis auf die zur Herstellung verwendeten Schichten eingezeichnet sind. Sind diese alle auf Basis desselben Polymers hergestellt, so sind solche Schichtgrenzen im Verbundkörper nicht anhand der Kunststoffstruktur, sondern höchstens anhand anderer Eigenschaften, wie dem Brechungsindex, einer Transparenz, aufgebrachter Druckinformationen, oder Beimengungen von Substanzen, beispielsweise Photosensibilisatoren oder Ähnlichem, identifizierbar.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der in der Substratschicht 1 sowohl an der Oberseite 4 als auch an der Unterseite 6 Reliefstrukturen 5 und 5' ausgebildet sind. Die Oberseite 4 ist mit einem zweiten Kunststoff material 1 1 überdeckt und die Unterseite 6 mit einem dritten Kunststoffmaterial 81 . Weist das erste Kunststoffmaterial der
Substratschicht 1 einen Brechungsindex auf, so sind bei einer Ausführungsform die Brechungsindizes des zweiten Kunststoff materials n2 und des dritten Kunststoffmaterials n3 so gewählt, dass diese beide kleiner als der Brechungsindex sind. Bei einer anderen Ausführungsform kann dieses Verhältnis umgekehrt werden, sodass die
Brechungsindizes n2, n3 größer als der Brechungsindex des ersten Kunststoff materials ist. Diese Ausgestaltungen bieten den Vorteil, dass die beiden Reliefstrukturen 5, 5', welche registergenau zueinander ausgebildet sind, eine stärker beugende Wirkung der Gesamtstruktur bewirken können. Es sind somit beispielsweise kürzere Brennweiten realisierbar. Angrenzend an das zweite Kunststoffmaterial 1 1 und das dritte
Kunststoffmaterial 81 sind Substratschichten 21 und 31 ausgebildet, welche jeweils laserfähig sind. An einer Oberseite 4 des Sicherheitsverbundkörpers 100 ist darüber eine weitere Substratschicht 91 ausgebildet und an der Unterseite 6 eine weitere
Substratschicht 92. In dem Sicherheitsverbundkörper 100 können selbstverständlich weitere Sicherheitsmerkmale ausgebildet sein, die aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt sind. Vorteilhaft ist es, wenn durch sämtliche Substratschichten 1 , 21 , 31 , 91 , 92 sowie die Kunststoffmaterialien 1 1 und 81 im Bereich, in dem die Reliefstrukturen 5, 5' ausgebildet sind, eine Durchsicht durch den Sicherheitsverbundkörper 100 möglich ist.
In Fig. 6 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines
Sicherheitsverbundkörpers 100 dargestellt. Die Substratschicht 1 ist nur an ihrer
Oberseite 4 mit einer Reliefstruktur 5 ausgebildet, über die ein zweites Kunststoffmaterial 1 1 überlagert ist. Darüber sind eine laserfähige Substratschicht 21 und eine obere Deckschicht 91 angeordnet. Unter der Unterseite 6 der Substratschicht 1 ist eine laserfähige Substratschicht 31 , eine opake Substratschicht 93 sowie eine untere
Schutzschicht 92 angeordnet. In der opaken Substratschicht 93 ist eine Vielzahl von Durchbrechungen 98 ausgebildet, sodass in der opaken Substratschicht 93 in dem Bereich 99, in dem die Reliefstruktur 5 ausgebildet ist, eine Durchsicht durch den
Sicherheitsverbundkörper 100 möglich ist. Das Sicherheitsmerkmal 61 ist in der
Substratschicht 31 mittels Lasermarkierung ausgebildet.
In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, welche ähnlich zu der nach Fig. 5 ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der nach Fig. 5 dadurch, dass das Sicherheitsmerkmal drucktechnisch auf eine Unterseite der Substratschicht 31 aufgebracht ist, welche in diesem Fall nicht laserfähig sein muss. Zusätzlich ist die Oberseite der untersten Substratschicht 92 vollflächig bis auf eine Aussparung 97 mit opaker Tinte 96 bedruckt, welche eine Durchsicht auf die Reliefstrukturen 5 und 5' das Sicherheitsmerkmal 61 ermöglichen. Dieser Sicherheitsverbundkörper 100 weist somit ein drucktechnisch hergestelltes Durchsichtfenster auf. Zusätzlich ist bei diesem
Sicherheitsverbundkörper ein weiteres Sicherheitselement 85, beispielsweise ein
Mikrochip exemplarisch eingefügt.
In Fig. 8 ist schematisch eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines Sicherheitsverbundkörpers 100 dargestellt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Reliefstruktur 5 in der Oberseite 4 der Substratschicht 1 so ausgebildet, dass die
Reliefstruktur vollständig unterhalb eines Niveaus 8 ausgebildet ist, welches durch die Oberseite 4 der Substratschicht festgelegt ist. Eine solche Ausführungsform kann beispielsweise mittels eines Laserablationsverfahrens zur Strukturierung des Reliefs realisiert werden. Andere mögliche Ausführungsformen sehen vor, dass in dem Bereich, in welchem die Reliefstruktur ausgebildet werden soll, zunächst Material von der
Oberfläche entfernt wird. Hierzu können beispielsweise spanabhebende Verfahren genutzt werden. Anschließend kann über eine Sonotrodenprägung die Reliefstruktur 5 ausgebildet werden. Bei dieser Ausführungsform ist eine Applikation des zweiten
Kunststoff materials in der Weise möglich, dass nur die Relief struktur lokal überdeckt wird und das zweite Kunststoff material bündig mit der Oberfläche 4 der Substratschicht 1 abschließt. In der dargestellten Ausführungsform ist oberhalb eine weitere Substratschicht 21 , welche laserfähig ist, angeordnet. Unterhalb der Substratschicht 1 sind eine
Substratschicht 31 und eine weitere Substratschicht 92 angeordnet, auf deren Oberfläche das eine Sicherheitsmerkmal 61 drucktechnisch ausgebildet ist. Dieses muss
selbstverständlich registergenau beim Zusammenfügen der Substratschichten zu der Reliefstruktur ausgerichtet werden. Würde die Schicht 1 hinsichtlich der Materialstärke angepasst, könnte auch die Schicht 31 eingespart werden und das optisch verifizierbare Merkmal 61 auf die Unterseite 4 registergenau zu der Reliefstruktur aufgedruckt sein. Das Bedrucken kann vor dem Ausbilden der Reliefstruktur erfolgen. Diese kann dann registergenau an die Bedruckung angepasst eingeprägt werden.
In Fig. 9 ist schematisch eine weitere Ausführungsform eines Sicherheitsverbundkörpers 100 als Schnittansicht dargestellt. Eine Materialschicht, die aus einer Substratschicht 1 gebildet ist, weist eine Oberflächenreliefstruktur 5 auf, welche vorzugsweise mittels einer Sonotrode in die Substratschicht eingeprägt ist. Eine beispielsweise aufgerakelte oder aufgedruckte Schicht 1 1 weist einen Berechungsindex auf, der von dem der
Substratschicht 1 abweicht und vorzugsweise niedriger ist. In diesem Fall ist die
Substratschicht somit mit einem möglichst großen Brechungsindex gewählt und entsprechend ausgebildet, an dem Grenzschichtrelief 5 werden hierdurch
Grenzschichtlinsenelemente 7 in Form von Sammellinsen ausgebildet. Eine optische Achse 401 des Grenzschichtlinsenelements 7 ist im Register mit einer optischen Achse 501 eines Oberflächenlinsenelements 77 ausgerichtet. Das Oberflächenlinsenelements 77 ist mittels der Oberflächenreliefstruktur 75 ausgebildet. Es ist als Zerstreuungslinse ausgebildet. Dieses bedeutet, dass das Oberflächenlinsenelements 77 eine negative Brennweite 503 aufweist. Das Grenzschichtlinsenelement 7 hingegen einen positive Brennweite 403. Beide treffen sich bei der dargestellten Ausführungsform in einem gemeinsamen Brennpunkt 405. Somit ist im Zusammenwirken eines
Oberflächenlinsenelements 77 mit einem im Register ausgerichteten und hierüber zugeordneten Grenzschichtlinsenelement 7 eine optische Struktur eines Galilei-Fernrohrs ausgebildet. Das optisch verifizierbare Merkmal 61 kann vergrößert betrachtet werden. Ist das optisch verifizierbare Merkmal 61 nicht vollflächig opak, so können auch vor der gegenüberliegenden Seite 106 angeordnete Objekte (nicht dargestellt) durch den Sicherheitsverbundkörper 100 von der Oberseite 104 vergrößert betrachtet werden. Ein Vorhandensein dieses Effekts kann zum Ableiten einer Verifikationsentscheidung genutzt werden.
In Fig. 10 ist eine Schnittdarstellung eines weiteren Sicherheitsverbundkörpers 100 schematisch gezeigt, bei dem an einem Grenzschichtrelief 5 Grenzschichtlinsenelemente 7 in Form von Sammellinsen und im Register hiermit mittels eines Oberflächenreliefs 75 Oberflächenlinsenelementen 77 Form von Zerstreuungslinsen ausgebildet sind. Zwischen der Grenzschichtreliefstruktur 5 und der Unterseite 106 ist eine optisch verifizierbare Markierung 61 angeordnet ist.
In die Substratschicht 1 sind zunächst Vertiefungen vorzugsweise mittels einer geeignet geformten Sonotrode eingeprägt, die mit Kunststoff material 1 1 verfüllt sind oder werden, welches einen höheren Brechungsindex als die Substratschicht 1 aufweist. Hierüber werden an der Grenzschichtreliefstruktur 5 Grenzschichtlinsenelemente 7 in Form von Sammellinsen ausgebildet. Die einzelnen Informationsbestandteile der optisch verifizierbaren Markierung 61 , welche hier über Quadrate und Dreiecke angedeutet sind, sind durch die der Oberseite 104 unter verschiedenen Betrachtungsrichtungen a, b betrachtungsrichtungsabhängig erfassbar.
Mit Hilfe von Galilei-Fernrohren, welche durch die Kombination der in Form von
Zerstreuungslinsen ausgebildeten Oberflächenlinsenelemente 77 mit den in Form von Sammellinsen ausgebildeten Grenzschichtlinsenelemente 7 gebildet sind, kann durch die Oberseite 104 auch ein von der gegenüberliegenden Seite 106 beabstandetes Objekt 430, das hier in Form eines Buchstaben„A" dargestellt ist, vergrößert betrachtet werden.
In Fig. 1 1 ist eine Schnittdarstellung eines weiteren Sicherheitsverbundkörpers, bei dem auf einer inneren Substratschicht 1 mittels einer Grenzschichtreliefstruktur 5
Grenzschichtlinsenelemente 7 in Form von Zerstreuungslinsen und im Register hiermit mittels einer Oberflächenreliefstruktur 75 Oberflächenlinsenelemente 77 in Form von Sammellinsen ausgebildet sind. Die in die Substratschicht 1 eingebrachten Reliefstruktur 5 ist mit einem Kunststoff material 1 1 überdeckt, welches einen höheren Brechungsindex als die Substratschicht 1 aufweist. An die Oberseite 104 des Sicherheitsverbundkörpers 100 Ist ebenfalls eine Oberflächenreliefstruktur 75 ausgebildet welche Oberflächenlinsenelemente 77 in Form von Sammellinsen ausbildet. Über eine solche Kombination kann eine Fokuslänge der einzelnen optischen Systeme, die jeweils durch eine Oberflächenlinsenelement 77 in Form einer Sammellinse und ein
Grenzschichtlinsenelement 7 in Form einer Zerstreuungslinse gebildet sind, vergrößert werden, so das das optisch verifizierbare Merkmal in einer größeren Tiefe, betrachtet von der Oberseite 104 aus, für eine optimale Betrachtung angeordnet werden kann. Das Betrachtungswinkelabhängige Merkmal kann somit über nahezu die gesamte
Materialstärke 500 des Sicherheitsverbundkörpers 100 verteilt werden. Ein Schutz gegen Delamination und Manipulation steigt somit.
Es versteht sich für den Fachmann, dass lediglich beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind. Die einzelnen in den unterschiedlichen Ausführungsformen
beschriebenen optisch verifizierbaren Merkmale können beliebig miteinander kombiniert werden. So kann das Durchsichtfenster drucktechnisch mittels Perforation oder sogar über ein Einbringen einer großen Aussparung, welche beispielsweise über ein Einsetzen eines anderen Kunststoffmaterials gefüllt wird, in eine der weiteren Schichten ausgebildet werden. Zusätzlich sind Ausführungsformen denkbar, bei denen die das optisch verifizierbare Merkmal ausbildende erste Information drucktechnisch im
Sicherheitsverbundkörper eingespeichert wird. Alle Kombinationen von Lasermarkierung und Druckmarkierung können in Kombination verwendet werden. Über eine
unterschiedliche Ausbildung der einzelnen Reliefstrukturen ist es sogar möglich, dass ein Teil des optisch erfassbaren Merkmals drucktechnisch und ein Teil des optisch erfassbaren Merkmals mittels Lasermarkierung eingebracht wird. Darüber hinaus sind andere Formen des Einbringens von optisch erfassbaren Merkmalen möglich.

Claims

Patentansprüche
1 . Sicherheitsverbundkörper (100) mit optisch brechender Struktur umfassend:
einen Verbundkörper,
mindestens ein optisch verifizierbares Merkmal (61 )
und mindestens eine Oberflächenreliefstruktur (75) an einer Au ßenfläche des Verbundkörpers zum Ausbilden einer optischen Struktur für ein Unterstützen des optischen Erfassens des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals (61 ); dadurch gekennzeichnet, dass
im Innern des Verbundkörpers registergenau mit der durch die
Oberflächenreliefstruktur (75) gebildeten optischen Struktur und/oder dem mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmal (61 ) eine weitere optische Struktur ausgebildet ist, wobei die weitere optische Struktur mittels mindestens einer Grenzschicht zwischen einem ersten transparenten Kunststoffmaterial mit einem ersten Brechungsindex n-i und einem zweiten transparenten
Kunststoffmaterial (1 1 ) mit einem von dem ersten Brechungsindex n-i
verschiedenen zweiten Brechungsindex n2 gebildet ist, wobei die Grenzschicht eine von einer ebenen Fläche abweichende Grenzschichtreliefstruktur (5) aufweist.
2. Sicherheitsverbundkörper (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal (61 ) Zeichen oder Symbole mit Abmessungen im Mikrometerbereich umfasst.
3. Sicherheitsverbundkörper (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal (61 ) mittels
Lasermarkierung in einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet ist und/oder drucktechnisch in den Sicherheitsverbundkörper (100) eingebracht ist.
4. Sicherheitsverbundkörper (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels der Oberflächenreliefstruktur (75) eine Vielzahl von Oberflächenlinsenelementen ausgebildet sind und mittels der
Grenzschichtreliefstruktur (5) eine Vielzahl in Grenzschichtlinsenelementen ausgebildet sind, wobei zumindest einigen Oberflächenlinsenelementen der Vielzahl der Oberflächenlinsenelemente ein Grenzschichtlinsenelement der Vielzahl der Grenzschichtlinsenelemente zugeordnet ist und wobei eine Brennweite des Oberflächenlinsenelements ein entgegengesetztes Vorzeichen zu einer Brennweite des zugeordneten Grenzschichtlinsenelements aufweist.
5. Sicherheitsverbundkörper (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweiten der Oberflächenlinsenelemente und der
Grenzschichtlinsenelemente sowie ein Abstand zwischen der
Oberflächenreliefstruktur (75) und der Grenzschichtreliefstruktur so aneinander angepasst sind, dass ein Brennpunkt des Oberflächenlinsenelements mit einem Brennpunkt des zugeordneten Grenzschichtlinsenelements zusammenfällt.
6. Sicherheitsverbundkörper (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberflächenreliefstruktur und der Grenzschichtreliefstruktur ein über planparallele Ebenen begrenzter transparenter, hinsichtlich des Brechungsindexes homogener Materialbereich in dem
Verbundkörper existiert, wobei die planparallelen Ebenen im Wesentlichen parallel zu einer flächigen Erstreckung der Oberfläche, in der die Oberflächenreliefstruktur ausgebildet ist, orientiert sind.
7. Sicherheitsverbundkörper (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Oberflächenlinsenelemente eine negative Brennweite aufweisen.
8. Sicherheitsverbundkörper (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Brennweite der Grenzschichtlinsenelemente
betragsmäßig größer als die Brennweite der Oberflächenlinsenelemente ist.
9. Sicherheitsverbundkörper (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass der Verbundkörper mittels eines Laminationsverfahrens hergestellt ist.
10. Sicherheitsverbundkörper (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenreliefstruktur (75) und die
mindestens eine Grenzschichtreliefstruktur (5) so aneinander und zusätzlich auf das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal (61 ) abgestimmt sind, dass diese zumindest für einzelne Bestandteile des optisch verifizierbaren Merkmals eine Lupenabbildung ermöglichen.
1 1 . Sicherheitsverbundkörper (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundkörper im Bereich des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals (61 ) und der dazu im Register ausgerichteten Grenzschichtreliefstruktur (5) und der Oberflächenreliefstruktur (75) ein
Durchsichtfenster (99) umfasst, und das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal (61 ) so ausgestaltet ist, dass bei einer Betrachtung des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals (61 ) durch die Oberflächenreliefstruktur (75) und die im Innern des Verbundköpers (100) ausgebildete Grenzschichtreliefstruktur (5) mindestens ein Informationsgehalt des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals (61 ) für einen menschlichen Betrachter ohne ein eine Abbildungsoptik enthaltendes Hilfsmittel erfassbar ist, der bei einer Betrachtung durch eine der mit Oberflächenreliefstruktur versehenen Seite des Verbundkörpers (100) gegenüber liegende Seite (106) ohne ein eine Abbildungsoptik enthaltendes Hilfsmittel nicht erfassbar ist.
12. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsverbundkörpers (100) umfassend die Schritte
Herstellen eines Verbundkörpers,
Ausbilden einer Oberflächenreliefstruktur (75) an einer Au ßenfläche des
Verbundkörpers,
Einbringen mindestens eines optisch verifizierbaren Merkmals (61 ) in den
Verbundkörper,
wobei die Oberflächenreliefstruktur (75) und das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal registergenau zueinander ausgebildet werden,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundkörper so hergestellt wird, dass im Innern eine Grenzschicht zwischen einem ersten Kunststoffmaterial mit einem ersten Brechungsindex n-i und einem zweiten Kunststoffmaterial (1 1 ) mit einem von dem ersten Brechungsindex n-i verschiedenen zweiten Brechungsindex n2 mit einem von einer ebenen Fläche abweichenden Grenzschichtreliefstruktur (5) strukturiert und registergenau mit dem mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmal (61 ) und der Oberflächenreliefstruktur (75) ausgerichtet wird, dass eine Verifikation des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals (61 ) mittels einer aus einer Kombination der Oberflächenreliefstruktur (75) und der
Grenzschichtreliefstruktur (5) ausgebildeten optischen Struktur möglich ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal (61 ) mit Informationsbestandteilen in Form von Symbolen und/der Zeichen ausgebildet wird, deren Größe im Mikrometerbereich liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Grenzschicht mit der Grenzschichtreliefstruktur (5) im Innern des Verbundkörpers (100) ausgebildet wird, indem in eine Substratschicht aus dem ersten
Kunststoffmaterial mit dem ersten Brechungsindex n-i eine die
Grenzschichtreliefstruktur festlegende Reliefstruktur (5) eingebracht wird, diese Reliefstruktur (5) mit dem zweiten Kunststoff material (1 1 ) überlagert wird, welches den von dem ersten Brechungsindex n-i abweichenden zweiten Brechungsindex n2 aufweist, und das zweite Kunststoff material und die Substratschicht (1 )
gegebenenfalls mit weiteren Substratschichten (21 , 31 ) zu einem den
Sicherheitsverbundkörper (100) ausbildenden Verbundkörper zusammengefügt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundkörper mit einem Durchsichtfenster (99) im Bereich des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals (61 ) und der dazu im Register ausgerichteten Grenzschichtreliefstruktur (5) und der Oberflächenreliefstruktur (75) ausgebildet wird, und das mindestens eine optisch verifizierbare Merkmal so ausgestaltet wird, dass bei einer Betrachtung des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals (61 ) durch die Oberflächenreliefstruktur (75) und die im Innern des Verbundköpers ausgebildete Grenzschichtreliefstruktur (5) mindestens ein Informationsgehalt des Merkmals für einen menschlichen Betrachter ohne ein eine Abbildungsoptik enthaltene Hilfsmittel erfassbar ist, der bei einer Betrachtung des mindestens einen optisch verifizierbaren Merkmals durch die der mit der Oberflächenreliefstruktur versehenen Seite gegenüberliegenden Seite des Verbundkörpers ohne ein eine Abbildungsoptik enthaltendes Hilfsmittel nicht erfassbar ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Oberflächenreliefstruktur (75) eine Vielzahl von
Oberflächenlinsenelementen ausgebildet werden und mittels der Grenzschichtreliefstruktur (5) eine Vielzahl in Grenzschichtlinsenelementen ausgebildet werden, wobei zumindest einigen Oberflächenlinsenelementen der Vielzahl der Oberflächenlinsenelemente ein Grenzschichtlinsenelement der Vielzahl der Grenzschichtlinsenelemente zugeordnet ist und wobei eine Brennweite des Oberflächenlinsenelements ein entgegengesetztes Vorzeichen zu einer Brennweite des zugeordneten Grenzschichtlinsenelements aufweist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweiten der Oberflächenlinsenelemente und der Grenzschichtlinsenelemente sowie ein Abstand zwischen der Oberflächenreliefstruktur (75) und der Grenzschichtreliefstruktur so aneinander angepasst werden, dass ein Brennpunkt des
Oberflächenlinsenelements mit einem Brennpunkt des zugeordneten
Grenzschichtlinsenelements zusammenfällt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberflächenreliefstruktur und der Grenzschichtreliefstruktur ein über planparallele Ebenen begrenzter transparenter, hinsichtlich des Brechungsindexes homogener Materialbereich in dem Verbundkörper ausgebildet wird, wobei die planparallelen Ebenen im Wesentlichen parallel zu einer flächigen Erstreckung der Oberfläche, in der die Oberflächenreliefstruktur ausgebildet ist, orientiert sind.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenlinsenelemente mit einer negativen Brennweite ausgebildet werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite der Grenzschichtlinsenelemente betragsmäßig größer als die
Brennweite der Oberflächenlinsenelemente gewählt werden.
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