WO2023126535A1 - Verfahren zum herstellen eines sicherheitsmerkmals, sicherheitsmerkmal für einen kartenförmigen datenträger und kartenförmiger datenträger - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines sicherheitsmerkmals, sicherheitsmerkmal für einen kartenförmigen datenträger und kartenförmiger datenträger Download PDF

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WO2023126535A1
WO2023126535A1 PCT/EP2023/025000 EP2023025000W WO2023126535A1 WO 2023126535 A1 WO2023126535 A1 WO 2023126535A1 EP 2023025000 W EP2023025000 W EP 2023025000W WO 2023126535 A1 WO2023126535 A1 WO 2023126535A1
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card
security feature
data carrier
shaped data
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Josef Riedl
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Giesecke+Devrient Mobile Security Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a security feature for a card-shaped data carrier, a security feature for a card-shaped data carrier and a card-shaped data carrier with a security feature.
  • card-shaped data carriers for example smart cards, chip cards, in particular with RFID technology (Radio Frequency Identification), integrated circuit cards, dual interface cards or identification cards, are known from the prior art.
  • RFID technology Radio Frequency Identification
  • integrated circuit cards dual interface cards or identification cards
  • Card-shaped data carriers such as documents of value, for example passport and ID documents, ID cards and the like are being used to an increasing extent in public areas, but also in the internal area.
  • Optical security elements on the card-shaped data carriers are known and should generally increase security against forgery.
  • some reproductions could fool not only the general public using the card-shaped data carriers, but also validation machines and readers used to authenticate users and authenticate transactions.
  • the object of the present invention is to improve the production of security features for card-shaped data carriers in order to prevent illegal reproduction.
  • This object is achieved by a method for producing a security feature, a security feature for a card-shaped data carrier and a card-shaped data carrier according to the independent patent claims. Configurations and developments of the invention are specified in the dependent claims. Features and details that are described in connection with the method according to the invention for producing a security feature for a card-shaped data carrier also apply in connection with the security feature according to the invention for a card-shaped data carrier and the card-shaped data carrier with a security feature and vice versa, so that with regard to the Disclosure can always be mutually referred to the individual aspects of the invention.
  • the invention can preferably be used for smart cards, in particular for credit cards and payment cards. However, it can also be used for other RFID devices, such as key cards, access cards, tokens, wearables or security IDs.
  • a method for producing a security feature for a card-shaped data carrier which has the following steps:
  • thermoplastic behavior providing at least one second material in an auxiliary extruder of the extrusion apparatus, the first material and the second material having different thermoplastic behavior;
  • Co-extrusion of the first melt and the second melt to form a multilayer film with pressure being applied to the extruded multilayer in the area of a die exit gap of the extrusion device, in particular after the first and second melts have exited the die exit gap film is applied, thereby forming a stress distribution pattern as a security feature on the multilayer film.
  • an extrusion device is used for co-extrusion, which has a main extruder and a secondary extruder.
  • the first material and the second material are provided as granules for the main extruder and the secondary extruder.
  • any number of materials can be provided for the extrusion device, in particular three or four or more materials.
  • several materials are provided for the main extruder and several materials for the secondary extruder. With co-extrusion, different materials can generally be conveyed through the same extrusion device.
  • the first material in the main extruder and the second material in the secondary extruder can be heated or melted to form a respective melt.
  • the first melt and the second melt are then pressed out of a die outlet gap of a die of the extrusion device to form the multilayer film.
  • the die outlet gap represents a shaping opening, with the melts being combined and formed as layers of the multi-layer film.
  • the melts usually harden or solidify after exiting the die outlet gap due to cooling in the layers of the multilayer film.
  • a thickness profile of the multi-layer film can be defined or variably adjusted by means of the nozzle outlet gap.
  • the multi-layer film is made up of at least two or else three or four or more layers.
  • a layer of the first melt can be provided as an intermediate layer between two adjacent layers of the second melt as external layers.
  • thermoplastic behavior refers to the plastic deformability of a material under the application of heat or by heating.
  • the materials can differ in terms of their melt viscosity and, in particular, in terms of their glass transition temperatures.
  • the use of co-extrusion has the advantage that the entire material is completely melted and is available for the layered composite of the multi-layer film, with lamination under pressure and heat only material at the interfaces of the layers for the composite is available. Consequently, the durability of the laminate of the multi-layer film can be enhanced by the co-extrusion.
  • the card-shaped data carrier can also be produced by lamination of the multi-layer film, for example as an overlay film with additional core films.
  • the application provides that in the area of a die outlet gap of the extrusion device, in particular after the first and the second melt emerges from the die outlet gap, pressure is exerted on the extruded multilayer film, as a result of which a stress distribution pattern is formed as a security feature on the multilayer film becomes.
  • an external pressure is applied to the multilayer film, creating tension on or in at least one layer or all layers of the multilayer film.
  • the stress in the layers of the film can vary and form a stress distribution pattern.
  • This stress distribution pattern can be visualized using stress optics. With stress optics, the stress distribution in transparent layers or foils can be examined by using polarized light.
  • the invention thus has the advantage that the stress distribution pattern on or in the multi-layer film represents an additional security feature which significantly increases the counterfeit security of a card-shaped data carrier with such a security feature.
  • the stress distribution pattern cannot be seen with the naked eye without using a polarizing filter.
  • the voltage distribution pattern can be visualized or detected with the polarization filter.
  • the stress distribution pattern as a security feature cannot be reproduced by making a photocopy of the card-shaped data carrier or by scanning and printing, even if the copy or print is of the highest quality.
  • the voltage distribution pattern enables the card-shaped data carrier to be authenticated simply by applying a polarization filter. Consequently, an illegal reproduction of the card-shaped data carrier can be prevented and the authenticity of the card-shaped data carrier can be guaranteed by means of the security feature.
  • the first melt solidifies before the second melt and the stress distribution pattern is formed in the first melt.
  • the pressure is exerted on the extruded multilayer film immediately after the melts emerge from the die outlet gap. Since, for example, the first melt solidifies earlier than the second melt, a stress can be generated in the first melt by exerting or introducing pressure. In particular, this allows the stress distribution pattern to be formed in the first melt.
  • the first melt has a higher glass transition temperature than the second melt, in particular 140°C, and the second melt has a lower glass transition temperature, in particular 70°C, in relation to the first melt.
  • the glass transition temperature or, to put it another way, the softening temperature generally describes the temperature at which a plastic exhibits the greatest change in deformability without reaching the melt temperature. This so-called glass transition consequently separates the brittle, energy-elastic area below from the soft, entropy-elastic area above Area or rubber-elastic area.
  • a material whose glass transition temperature is 70°C may have a rubbery state at a higher temperature, such as 80°C, and a solid or solidified state at a lower temperature, such as 60°C. It is preferably provided within the scope of the application that the first melt or the first material has a significantly different glass transition temperature than the second melt or the second material.
  • the difference in the glass transition temperatures of the first melt and the second melt is very large.
  • the difference in the glass transition temperatures is the difference between 140°C and 70°C and is therefore 70°C.
  • the glass transition temperatures of the first melt and the second melt are very far apart. This means, for example, that the first melt and the second melt or, to put it another way, the first material and the second material exhibit significantly different thermoplastic behavior.
  • the first melt can solidify earlier than the second melt when it exits the nozzle exit gap, since the second melt can be in the rubber-elastic or meltable state for a longer time due to the lower glass transition temperature when it exits the nozzle exit gap.
  • Glass transition temperature of the second melt and the glass transition temperature of the first melt is at least 20% and at most 70%, in particular 50%, hn the example given of a glass transition temperature of 140°C for the first melt and a glass transition temperature of 70°C for the second melt, the ratio would be 50%. It can thus preferably be ensured that the first melt and the second melt or the first material and the second material exhibit significantly different thermoplastic behavior. This different thermoplastic behavior in turn guarantees the efficient formation of the stress distribution pattern as a security feature for the card-shaped data carrier.
  • the first material is formed by polycarbonate, it being possible for polycarbonate to have a glass transition temperature of approximately 140°C.
  • the second material is formed by polyethylene terephthalate (PETG), where PETG can have a glass transition temperature of approximately 70°C.
  • the pressure on the extruded multilayer film is realized by structuring a roll surface of at least one calender roll adjacent to the die outlet gap.
  • the multilayer film exiting or extruded from the die outlet gap can be conveyed further via at least one adjacent calender roll.
  • the calender roll serves to convey the extruded multi-layer film.
  • several calender rolls or a calender roll arrangement can be provided.
  • the calender roller can in particular be set into a rotational movement and is designed to be electrically driven, for example.
  • the structuring of the roll surface of the calender roll can be formed by at least one structural element.
  • the Structural elements can vary, for example, in their length and/or height and/or width, or they can all be of the same design.
  • the structural element or structural elements can be formed, for example, by at least one projection and/or at least one recess.
  • a large number of projections and/or recesses can be formed on the roller surface. Any geometric shape can be provided for the projection or the recess.
  • the projections and/or the recesses form the structuring of the roller surface or represent a variation in the height of the roller surface. Depressions, indentations, edges, teeth, gaps, millings or the like can generally also be provided.
  • pressure can be exerted on the conveyed multi-layer film by means of the structural elements or generally the structuring of the roller surface.
  • a tension can be formed in the multi-layer film and a tension distribution pattern can be generated.
  • the pressure on the extruded multi-layer film is realized by an uneven setting of a thickness profile of the extruded multi-layer film.
  • the thickness profile of the multilayer film can preferably be adjusted by adjusting or varying the size or, to put it another way, the height of the die outlet gap.
  • the size or height of the nozzle outlet gap can be regulated or controlled automatically.
  • the size of the nozzle outlet gap is varied along a width of the nozzle outlet gap.
  • the die outlet gap is arranged between a first die lip and a second die lip of the die of the extrusion device.
  • a large number of adjusting elements in particular adjusting bolts, can be arranged on the first nozzle lip, for example, which can each be controlled electrically by a controller, for example.
  • These adjusting elements can, for example, be mechanically coupled to the nozzle lip in such a way that the respective adjusting element exerts a mechanical pressure or a mechanical train on a Can exercise position of the nozzle lip, whereby the nozzle lip deformed at the corresponding position, in particular enlarged or reduced. Consequently, the size of the die outlet gap at the corresponding position can also be increased or decreased and the thickness profile of the multilayer film can thus be varied. In particular, this can produce an uneven setting of the thickness profile. In other words, a stress can thereby be formed in the multi-layer film and a stress distribution pattern can be generated.
  • the stress distribution pattern is designed as a logo or as a window.
  • a rectangular window can preferably be formed as a stress distribution pattern on the multilayer film by appropriate structuring of the roller surface.
  • a corresponding rectangular structural element can be provided on the roller surface, for example.
  • flat stress distribution patterns can be realized by structuring the roll surface.
  • Certain logos or even words or letters or numbers can also be displayed in this way, for example.
  • any geometric design can be formed as a stress distribution pattern. Provision can also be made for an area with increased stress and an area with reduced stress to be formed at least partially on the multi-layer film. For example, such film areas with different voltages can display colors from light to dark or in a specific color range and can be visualized using the polarization filter.
  • different colors can also be generated by means of a specific setting of the voltage distribution.
  • a stress distribution pattern can be generated as a security feature on or in the multi-layer film, which can also be visualized in a simple manner after subsequent lamination to form a card-shaped data carrier using a polarization filter.
  • the stress distribution pattern is present in the card-shaped data carrier despite the subsequent lamination.
  • the stresses generated according to the invention and thus the security feature are retained even during and after a subsequent lamination.
  • the second material has, for example, a lower glass transition temperature than the first material and consequently can also be laminated below the glass transition range of the first material.
  • a security feature for a card-shaped data carrier is provided, which is produced by the method according to one of the preceding embodiments.
  • This includes in particular the multi-layer film with the stress distribution pattern, which can be used for a card-shaped data carrier, for example as an overlay film.
  • a card-shaped data carrier in particular a smart card, having a card body on or in which a security feature according to one of the preceding embodiments is arranged.
  • the security feature can be arranged on the card body in the form of a multilayer overlay film with a stress distribution pattern.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a method for producing a security feature for a card-shaped data carrier
  • FIG. 2 shows a basic representation of a production of a multi-layer film with a stress distribution pattern as a security feature
  • FIG. 3 shows a schematic view of a card-shaped data carrier with a security feature
  • FIG. 4 shows a schematic view of the card-shaped data carrier according to FIG. 3 with the security feature visualized through a polarization filter
  • FIG. 5 shows a schematic view of a multilayer film for a card-shaped data carrier with a polarization filter arrangement.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a method for producing a security feature for a card-shaped data carrier, not shown.
  • the card-shaped data carrier is designed, for example, as a smart card, in particular as a credit card or payment card. Further details on the method are described with regard to FIG.
  • the method has the following steps as an example:
  • a first material is provided in a main extruder of an extrusion device.
  • a second material is provided in an auxiliary extruder of the extrusion device.
  • the first material and the second material exhibit different thermoplastic behavior.
  • the materials differ with regard to their melt viscosity and in particular with regard to their glass transition temperatures.
  • a third method step 102 the first material is heated to form a first melt and the second material is heated to form a second melt.
  • the first material and the second material are converted into a meltable state.
  • a fourth method step 103 the first melt and the second melt are co-extruded to form a multi-layer film.
  • a fifth method step 104 in particular, pressure is exerted on the extruded multilayer film in the area of a die outlet gap of the extrusion device, in particular after the first and the second melt has exited the die outlet gap. Due to the different thermoplastic behavior and the application of pressure, a stress distribution pattern can be formed as a security feature on the multilayer film, for example.
  • the stress distribution pattern on or in the multi-layer film represents an additional security feature, which significantly increases the counterfeit security of a card-shaped data carrier with such a security feature.
  • the stress distribution pattern cannot be seen with the naked eye without using a polarizing filter.
  • the stress distribution pattern can be visualized or detected with a polarization filter. Consequently, an illegal reproduction of the card-shaped data carrier can be prevented and the authenticity of the card-shaped data carrier can be guaranteed by means of the security feature.
  • FIG. 2 shows a basic representation of a production of a multi-layer film 34 with a stress distribution pattern as a security feature.
  • the multilayer film 34 can be used, for example, as an overlay film for a card-shaped data carrier, such as a smart card, preferably a credit card.
  • the multi-layer film 34 is produced, for example, by means of co-extrusion using a method according to FIG.
  • an extrusion device 40 which has a main extruder, not shown, and an auxiliary extruder, not shown.
  • the first material 30 and the second material 32 are provided as granules for the main extruder and the secondary extruder.
  • different materials can be conveyed through the same extrusion device 40 in the case of co-extrusion.
  • the first material 30 in the main extruder and the second material 32 in the secondary extruder can be heated or melted to form a respective melt 31, 33.
  • the first melt 31 and the second melt 33 are then pressed out of a nozzle outlet gap 41a of a nozzle 41 of the extrusion device 40 .
  • the nozzle outlet gap 41a here represents a shaping opening, with the melts 31, 33 being combined and formed as layers of the multilayer film 34.
  • the first melt 31 forms a central layer which is arranged between two layers of the second melt 33 .
  • the melts 31, 33 usually harden or solidify after exiting the nozzle exit gap 41a due to cooling in the layers of the multilayer film 34. Because of the different thermoplastic behavior after the first and second melts 31, 33 emerge from the nozzle outlet gap 41a, the first melt 31 can, for example, solidify before the second melt 33 in terms of time.
  • the first material 30 can be formed by polycarbonate, with polycarbonate being able to have a glass transition temperature of approximately 140°C.
  • the second material 32 formed by PETG where PETG may have a glass transition temperature of approximately 70°C. Due to the large difference in the glass transition temperatures, the melts 31, 33 therefore have significantly different thermoplastic behavior.
  • a thickness profile of the multilayer film 34 can be defined or variably adjusted, for example.
  • the size of the nozzle outlet gap 41a can be regulated or set, for example, by means of adjusting elements, as a result of which the thickness profile of the multilayer film 34 can be varied.
  • a pressure P is exerted on the extruded multilayer film 34, as a result of which a stress distribution pattern is formed on the multilayer film 34 as a security feature.
  • the pressure P is preferably exerted immediately after the melts 31, 33 emerge from the nozzle outlet gap 41a, so that the melts 31, 33 have not yet completely solidified and the stress distribution pattern can be formed.
  • This stress distribution pattern can be made visible by means of the stress optics through a polarization filter.
  • the pressure P on the extruded multi-layer film 34 is realized by structuring a respective roll surface 51 of two calender rolls 50 adjacent to the die outlet gap 41a.
  • the multi-layer film 34 is conveyed between the two calender rolls 50 and transported further.
  • the direction in which the pressure is exerted by the calender rolls 50 on the multilayer film 34 is illustrated by means of the arrow.
  • the structuring of the roll surfaces 51 of the two calender rolls 50 can have a number of structural elements, such as projections or recesses.
  • FIG. 3 shows a card-shaped data carrier 10 which, for example, is designed as a smart card, in particular as a dual-interface card.
  • the card-shaped data carrier 10 has a rectangular card body 11 with a surface 11a.
  • the surface 11a is formed by a multi-layer film 34.
  • FIG. This multilayer film 34 is formed according to a process illustrated in FIGS.
  • the card body 11 also has an arrangement area 12 for accommodating a chip module, the chip module being arranged in the arrangement area 12 of the card body 11 .
  • the arrangement area 12 is formed, for example, by a cutout or a cavity in the card body 11, in which the chip module can be stored in a protected manner, in particular glued in place.
  • the chip module has a chip, not shown, a contact structure 13 for contact-based data communication with an external reading device, and an antenna, not shown, for contactless data communication with the external reading device.
  • the chip module is thus designed as an RFID module, for example.
  • a security feature 20 according to the invention is arranged on the card body 11 .
  • the security feature 20 is formed on the multi-layer film 34 which forms the surface 11a of the card body 11 .
  • the security feature 20 is produced using a method which is described in FIGS.
  • the security feature 20 is formed by a planar window 22 which has a stress distribution pattern 21 .
  • the stress distribution pattern 21 is generated in particular due to the different thermoplastic behavior of the first and second melts 31, 33 and the pressure exerted on the multilayer film 34.
  • the stress distribution pattern 21 is not visible to the naked eye and only appears as a flat window 22. However, the stress distribution pattern 21 can be seen by means of the stress optics or with a polarization filter be made.
  • the visualized stress distribution pattern 21 is shown in FIG. 4 as an example.
  • FIG. 4 thus shows a schematic view of the card-shaped data carrier 10 according to FIG.
  • an area of high mechanical stress which is represented by the dark gray shading.
  • an area of low mechanical stress is formed on the right side within the window 22, which is represented by the light gray shading.
  • Certain logos or else words or letters or numbers can also generally be represented as a voltage distribution pattern 21 .
  • any geometric design can be formed as a stress distribution pattern 21 .
  • the stress distribution pattern 21 on the multi-layer film 34 represents an additional security feature 20 which increases the counterfeit security of the card-shaped data carrier 10 .
  • the stress distribution pattern 21 cannot be seen with the naked eye without using a polarizing filter.
  • the stress distribution pattern 21 can be visualized or detected with the polarization filter. This has the advantage that the stress distribution pattern 21 as a security feature 20 cannot be reproduced by making a photocopy of the card-shaped data carrier 10 or by scanning and printing, even if the copy or the print is of the highest quality.
  • FIG. 5 shows a schematic view of a multilayer film 34 for a card-shaped data carrier 10 with a polarization filter arrangement 60.
  • the multi-layer film 34 is designed according to FIG. 3 and has the stress distribution pattern 21, which is not shown for the sake of clarity.
  • the solidified first melt 31 is arranged as an intermediate layer between a layer of the solidified second melt 33 arranged above and below.
  • the multilayer film 34 is placed between the polarizing filter arrangement 60 to visualize the stress distribution pattern.
  • the multi-layer film 34 is arranged between a first polarization filter 61 and a second polarization filter 62 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals (20) für einen kartenförmigen Datenträger (10), welches die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen (100) von wenigstens einem ersten Material (30) in einem Hauptextruder einer Extrusionsvorrichtung (40); Bereitstellen (101) von wenigstens einem zweiten Material (32) in einem Nebenextruder der Extrusionsvorrichtung (40), wobei das erste Material (30) und das zweite Material (32) ein unterschiedliches thermoplastisches Verhalten aufweisen; Erhitzen (102) des ersten Materials (30) zur Ausbildung einer ersten Schmelze (31) und des zweiten Materials (32) zur Ausbildung einer zweiten Schmelze (33); Ko-Extrusion (103) der ersten Schmelze (31) und der zweiten Schmelze (33) zur Ausbildung einer mehrschichtigen Folie (34), wobei im Bereich eines Düsenaustrittsspaltes (41a) der Extrusionsvorrichtung (40), insbesondere nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze (31, 33) aus dem Düsenaustrittsspalt (41a), ein Druck (P) auf die extrudierte mehrschichtige Folie (34) ausgeübt (104) wird, wodurch ein Spannungsverteilungsmuster (21) als Sicherheitsmerkmal (20) an der mehrschichtigen Folie (34) ausgebildet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Sicherheitsmerkmal (20) und einen kartenförmigen Datenträger (10).

Description

Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals, Sicherheitsmerkmal für einen kartenförmigen Datenträger und kartenförmiger Datenträger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals für einen kartenförmigen Datenträger, ein Sicherheitsmerkmal für einen kartenförmigen Datenträger und einen kartenförmigen Datenträger mit einem Sicherheitsmerkmal.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von kartenförmigen Datenträgern, beispielsweise Smart Cards, Chipkarten, insbesondere mit RFID-Technologie (Radio Frequency Identification), Integrated-Circuit-Cards, Dual-Interface-Karten oder Identifikationskarten, bekannt. Insbesondere die Verwendung von Smart Cards, wie beispielsweise Kreditkarten oder Bezahlkarten, hat sich zur Ausführung von finanziellen Transaktionen etabliert. Kartenförmige Datenträger wie Wertdokumente, beispielsweise Pass- und Ausweisdokumente, Ausweiskarten und dergleichen werden in steigendem Maß in öffentlichen Bereichen, aber auch im innerbetrieblichen Bereich eingesetzt.
Optische Sicherheitselemente auf den kartenförmigen Datenträgern sind bekannt und sollen generell die Fälschungssicherheit erhöhen. Im Hinblick auf den abnehmenden Preis und die folglich zunehmende Verfügbarkeit von fortschrittlicher Reproduktionsausrüstung ist zu befürchten, dass gefälschte Reproduktionen von kartenförmigen Datenträgern erzeugt werden. Abhängig vom Grad der Sachkenntnis von Kriminellen könnten einige Reproduktionen nicht nur die breite Öffentlichkeit täuschen, welche die kartenförmigen Datenträger verwendet, sondern auch Validierungsmaschinen und Eesegeräte, welche zur Authentisierung von Benutzern und Authentifizierung von Transaktionen verwendet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung von Sicherheitsmerkmalen für kartenförmige Datenträger zu verbessern, um eine unrechtmäßige Reproduktion zu verhindern. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals, ein Sicherheitsmerkmal für einen kartenförmigen Datenträger und einen kartenförmigen Datenträger gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungs gemäßen Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals für einen kartenförmigen Datenträger beschrieben sind, auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmal für einen kartenförmigen Datenträger und dem kartenförmigen Datenträger mit einem Sicherheitsmerkmal und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden kann.
Im Rahmen der Anmeldung kann die Erfindung bevorzugt für Smart Cards, insbesondere für Kreditkarten und Bezahlkarten, verwendet werden. Es kann aber auch eine Verwendung für andere RFID-Vorrichtungen, wie beispielsweise Schlüsselkarten, Zugangskarten, Token, Wearables oder Sicherheitsausweise, vorgesehen sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals für einen kartenförmigen Datenträger bereitgestellt, welches die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen von wenigstens einem ersten Material in einem Hauptextruder einer Extrusionsvorrichtung;
Bereitstellen von wenigstens einem zweiten Material in einem Nebenextruder der Extrusionsvorrichtung, wobei das erste Material und das zweite Material ein unterschiedliches thermoplastisches Verhalten aufweisen;
Erhitzen des ersten Materials zur Ausbildung einer ersten Schmelze und des zweiten Materials zur Ausbildung einer zweiten Schmelze;
Ko-Extrusion der ersten Schmelze und der zweiten Schmelze zur Ausbildung einer mehrschichtigen Folie, wobei im Bereich eines Düsenaustrittsspaltes der Extrusionsvorrichtung, insbesondere nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze aus dem Düsenaustrittsspalt, ein Druck auf die extrudierte mehrschichtige Folie ausgeübt wird, wodurch ein Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal an der mehrschichtigen Folie ausgebildet wird.
Im Rahmen der Anmeldung wird eine Extrusionsvorrichtung zur Ko-Extrusion verwendet, welche einen Hauptextruder und einen Nebenextruder aufweist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das erste Material und das zweite Material als Granulat für den Hauptextruder und den Nebenextruder bereitgestellt werden. Generell können beliebig viele Materialien für die Extrusionsvorrichtung vorgesehen werden, insbesondere auch drei oder vier oder mehr Materialien. Weiterhin es ist denkbar, dass generell mehrere Materialien für den Hauptextruder und mehrere Materialien für den Nebenextruder bereitgestellt werden. Bei der Ko-Extrusion können generell unterschiedliche Materialien durch die gleiche Extrusionsvorrichtung gefördert werden. In der Extrusionsvorrichtung können beispielsweise das erste Material im Hauptextruder und das zweite Material im Nebenextruder zur Ausbildung einer jeweiligen Schmelze erhitzt bzw. aufgeschmolzen werden. Die erste Schmelze und die zweite Schmelze werden anschließend aus einem Düsenaustrittsspalt einer Düse der Extrusionsvorrichtung zur Ausbildung der mehrschichtigen Folie herausgepresst. Der Düsenaustrittsspalt stellt hierbei eine formgebende Öffnung dar, wobei die Schmelzen als Schichten der mehrschichtigen Folie vereint und ausgebildet werden. Die Schmelzen härten üblicherweise nach dem Austritt aus dem Düsenaustrittsspalt aufgrund von Abkühlung in den Schichten der mehrschichtigen Folie aus bzw. erstarren. Mittels des Düsenaustrittsspaltes kann hierbei beispielhaft ein Dickenprofil der mehrschichtigen Folie definiert oder variabel eingestellt werden. Im Rahmen der Anmeldung ist es generell denkbar, dass die mehrschichtige Folie aus wenigstens zwei oder auch drei oder vier oder mehreren Schichten aufgebaut ist. Dabei kann beispielsweise eine Schicht der ersten Schmelze als Zwischenschicht zwischen zwei angrenzenden Schichten der zweiten Schmelze als außenliegenden Schichten vorgesehen sein.
Im Rahmen der Anmeldung ist vorgesehen, dass das erste Material und das zweite Material ein unterschiedliches thermoplastisches Verhalten aufweisen. Das thermoplastische Verhalten bezeichnet im Rahmen der Anmeldung die plastische Verformbarkeit eines Materials unter Wärmezufuhr bzw. durch Erhitzung. Beispielsweise können sich die Materialien hinsichtlich ihrer Schmelzviskosität und insbesondere hinsichtlich ihrer Glasübergangstemperaturen unterscheiden.
Der Einsatz der Ko-Extrusion hat im Vergleich zur Lamination den Vorteil, dass das gesamte Material vollständig aufgeschmolzen wird und für den Schichtverbund der mehrschichtigen Folie zur Verfügung steht, wobei bei der Lamination unter Druck und Wärme nur Material an den Grenzflächen der Schichten für den Verbund zur Verfügung steht. Folglich kann die Haltbarkeit des Schichtverbundes der mehrschichtigen Folie durch die Ko-Extrusion verstärkt werden. Anschließend an die Herstellung der mehrschichtigen Folie kann der kartenförmige Datenträger weiterhin durch Lamination der mehrschichtigen Folie beispielsweise als Overlay- Folie mit weiteren Kernfolien hergestellt werden.
Weiterhin ist im Rahmen der Anmeldung vorgesehen, dass im Bereich eines Düsenaustrittsspaltes der Extrusionsvorrichtung, insbesondere nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze aus dem Düsenaustrittsspalt, ein Druck auf die extrudierte mehrschichtige Folie ausgeübt wird, wodurch ein Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal an der mehrschichtigen Folie ausgebildet wird. Mit anderen Worten wird ein externer Druck auf die mehrschichtige Folie ausgeübt, wodurch an oder in wenigstens einer Schicht oder allen Schichten der mehrschichtigen Folie eine Spannung erzeugt wird. Je nach Druckausübung kann die Spannung in den Schichten der Folie variieren und ein Spannungsverteilungsmuster ausbilden. Dieses Spannungsverteilungsmuster kann mittels der Spannungsoptik sichtbar gemacht werden. Bei der Spannungsoptik kann durch die Verwendung von polarisiertem Licht die Spannungsverteilung in lichtdurchlässigen Schichten oder Folien untersucht werden. Grundlage hierfür bildet die Eigenschaft vieler optisch isotroper Materialien, bei mechanischen Spannungen doppelbrechend zu werden. Dadurch wird die Polarisationsebene einfallenden Lichts gedreht beziehungsweise es entsteht elliptisch oder zirkular polarisiertes Licht. Dieses kann mit einem Polarisationsfilter sichtbar gemacht werden, wodurch Rückschlüsse auf die Verteilung und Größe der mechanischen Spannung an allen Stellen der Schichten ermöglicht werden können.
Die Erfindung hat somit den Vorteil, dass das Spannungsverteilungsmuster an oder in der mehrschichtigen Folie ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal darstellt, welches die Fälschungs Sicherheit eines kartenförmigen Datenträgers mit einem derartigen Sicherheitsmerkmal signifikant erhöht. Insbesondere kann das Spannungsverteilungsmuster ohne die Verwendung eines Polarisationsfilters mit bloßem Auge nicht erkannt werden. Mit dem Polarisationsfilter kann jedoch das Spannungsverteilungsmuster visualisiert bzw. detektiert werden. Dies hat den Vorteil, dass das Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal durch Erstellen einer Fotokopie des kartenförmigen Datenträgers oder durch Scannen und Drucken nicht reproduzierbar ist, selbst wenn die Kopie oder der Druck von höchster Qualität ist. Weiter ermöglicht das Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal eine Authentifizierung des kartenförmigen Datenträgers, indem einfach ein Polarisationsfilter angelegt wird. Folglich kann eine unrechtmäßige Reproduktion des kartenförmigen Datenträgers verhindert werden und die Echtheit des kartenförmigen Datenträgers mittels des Sicherheitsmerkmals garantiert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass aufgrund des unterschiedlichen thermoplastischen Verhaltens nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze aus dem Düsenaustrittsspalt die erste Schmelze zeitlich gesehen vor der zweiten Schmelze erstarrt und das Spannungsverteilungsmuster in der ersten Schmelze ausgebildet wird. Insbesondere erfolgt hierbei die Druckausübung auf die extrudierte mehrschichtige Folie unmittelbar nach dem Austreten der Schmelzen aus dem Düsenaustrittsspalt. Da beispielhaft die erste Schmelze früher als die zweite Schmelze erstarrt, kann durch ein Ausüben bzw. Einleiten von Druck in der ersten Schmelze eine Spannung erzeugt werden. Insbesondere kann hierdurch das Spannungsverteilungsmuster in der ersten Schmelze ausgebildet werden. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die erste Schmelze eine in Bezug auf die zweite Schmelze höhere Glasübergangstemperatur, insbesondere 140°C, aufweist und die zweite Schmelze in Bezug auf die erste Schmelze eine niedrigere Glasübergangstemperatur, insbesondere 70°C, aufweist. Die Glasübergangstemperatur oder anders gesagt die Erweichungstemperatur bezeichnet allgemein jene Temperatur, bei der ein Kunststoff die größte Änderung der Verformungsfähigkeit aufweist, ohne dass die Schmelzetemperatur erreicht wird.. Dieser so genannte Glasübergang trennt folglich den unterhalb liegenden spröden, energieelastischen Bereich vom oberhalb liegenden weichen, entropieelastischen Bereich bzw. gummielastischen Bereich. Mit anderen Worten kann ein Material, dessen Glasübergangstemperatur bei 70°C liegt, bei einer höheren Temperatur, wie beispielsweise 80°C, einen gummielastischen Zustand aufweisen und bei einer niedrigeren Temperatur, wie beispielsweise 60°C, einen festen oder erstarrten Zustand aufweisen. Bevorzugt ist im Rahmen der Anmeldung vorgesehen, dass die erste Schmelze bzw. das erste Material eine signifikant unterschiedliche Glasübergangstemperatur aufweist als die zweite Schmelze bzw. das zweite Material. Mit anderen Worten ist der Unterschied der Glasübergangstemperaturen der ersten Schmelze und der zweite Schmelze sehr groß. Im genannten Beispiel ist der Unterschied der Glasübergangstemperaturen die Differenz von 140°C und 70°C und beträgt somit 70°C. Anders ausgedrückt liegen die Glasübergangstemperaturen der ersten Schmelze und der zweiten Schmelze sehr weit auseinander. Dies bedeutet beispielsweise, dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze oder anders gesagt das erste Material und das zweite Material ein signifikant unterschiedliches thermoplastisches Verhalten aufweisen. Somit kann beispielsweise die erste Schmelze beim Austritt aus dem Düsenaustrittsspalt früher erstarren als die zweite Schmelze, da die zweite Schmelze aufgrund der niedrigeren Glasübergangstemperatur beim Austritt aus dem Düsenaustrittsspalt zeitlich gesehen noch länger in dem gummielastischen bzw. schmelzfähigen Zustand sein kann.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass ein Verhältnis der
Glasübergangstemperatur der zweiten Schmelze und der Glasübergangstemperatur der ersten Schmelze wenigstens 20% und höchstens 70%, insbesondere 50%, beträgt, hn genannten Beispiel von einer Glasübergangstemperatur von 140°C für die erste Schmelze und einer Glasübergangstemperatur von 70°C für die zweite Schmelze würde das Verhältnis 50% betragen. Damit kann bevorzugt sichergestellt werden, dass die erste Schmelze und die zweite Schmelze bzw. das erste Material und das zweite Material ein signifikant unterschiedliches thermoplastisches Verhalten aufweisen. Dieses unterschiedliche thermoplastische Verhalten garantiert wiederum die effiziente Ausbildung des Spannungsverteilungsmusters als Sicherheitsmerkmal für den kartenförmigen Datenträger.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das erste Material durch wenigstens einen ersten Polymer und das zweite Material durch wenigstens einen zweiten Polymer gebildet ist. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass das erste Material durch Polycarbonat gebildet ist, wobei Polycarbonat eine Glasübergangstemperatur von annähernd 140°C aufweisen kann. Weiterhin kann beispielhaft vorgesehen sein, dass das zweite Material durch Polyethylenterephthalat (PETG) gebildet ist, wobei PETG eine Glasübergangstemperatur von annähernd 70°C aufweisen kann.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Druck auf die extrudierte mehrschichtige Folie über eine Strukturierung einer Walzenoberfläche von wenigstens einer an den Düsenaustrittsspalt angrenzenden Kalanderwalze realisiert wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass die aus dem Düsenaustrittsspalt austretende bzw. extrudierte mehrschichtige Folie über wenigstens eine angrenzende Kalanderwalze weitergefördert werden kann. Mit anderen Worten dient die Kalanderwalze der Förderung der extrudierten mehrschichtigen Folie. Besonders bevorzugt können mehrere Kalanderwalzen oder eine Kalanderwalzenanordnung vorgesehen werden. Die Kalanderwalze ist dabei insbesondere in eine Rotationsbewegung versetzbar und beispielsweise elektrisch angetrieben ausgebildet. Beispielhaft kann die Strukturierung der Walzenoberfläche der Kalanderwalze durch wenigstens ein Strukturelement gebildet werden. Insbesondere ist eine Vielzahl von Strukturelementen an der Walzenoberfläche vorgesehen. Die Strukturelemente können beispielsweise in ihrer Länge und/ oder Höhe und/ oder Breite variieren oder alle gleichartig ausgebildet sein. Das Strukturelement oder die Strukturelemente können beispielhaft durch wenigstens einen Vorsprung und/ oder wenigstens eine Ausnehmung gebildet sein. Beispielhaft kann eine Vielzahl von Vorsprüngen und/ oder Ausnehmungen an der Walzenoberfläche ausgebildet sein. Es können hierbei jegliche geometrische Formen für den Vorsprung oder die Ausnehmung vorgesehen werden. Die Vorsprünge und/ oder die Ausnehmungen bilden die Strukturierung der Walzenoberfläche aus bzw. stellen eine Variation der Höhe der Walzenoberfläche dar. Es können generell auch Vertiefungen, Einkerbungen, Kanten, Zähne, Lücken, Ausfräsungen oder Ähnliches vorgesehen werden. Insbesondere kann mittels der Strukturelemente oder generell der Strukturierung der Walzenoberfläche ein Druck auf die geförderte mehrschichtige Folie ausgeübt werden. Mit anderen Worten kann mittels der Strukturierung der Walzenoberfläche eine Spannung in der mehrschichtigen Folie ausgebildet werden und ein Spannungsverteilungsmuster erzeugt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Druck auf die extrudierte mehrschichtige Folie durch eine ungleichmäßige Einstellung eines Dickenprofils der extrudierten mehrschichtigen Folie realisiert wird. Die Einstellung des Dickenprofils der mehrschichtigen Folie kann bevorzugt über eine Einstellung oder Variation der Größe oder anders gesagt der Höhe des Düsenaustrittsspaltes erfolgen. Beispielhaft kann die Größe bzw. Höhe des Düsenaustrittsspaltes automatisch geregelt bzw. gesteuert werden. Auch kann vorgesehen sein, dass die Größe des Düsenaustrittsspaltes entlang einer Breite des Düsenaustrittsspaltes variiert wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Düsenaustrittsspalt zwischen einer ersten Düsenlippe und einer zweiten Düsenlippe der Düse der Extrusionsvorrichtung angeordnet ist. Zur Einstellung der Größe bzw. Höhe des Düsenaustrittsspaltes können beispielhaft an der ersten Düsenlippe eine Vielzahl von Stellelementen, insbesondere Stellbolzen, angeordnet sein, welche jeweils beispielhaft elektrisch von einer Steuerung angesteuert werden können. Diese Stellelemente können beispielhaft derart mechanisch mit der Düsenlippe gekoppelt sein, dass das jeweilige Stellelement einen mechanischen Druck oder einen mechanischen Zug auf eine Position der Düsenlippe ausüben kann, wodurch sich die Düsenlippe an der entsprechenden Position verformt, insbesondere vergrößert oder verkleinert. Folglich kann auch die Größe des Düsenaustrittsspaltes an der entsprechenden Position vergrößert oder verkleinert werden und somit das Dickenprofil der mehrschichtigen Folie variiert werden. Insbesondere kann hierdurch eine ungleichmäßige Einstellung des Dickenprofils erzeugt werden. Mit anderen Worten kann dadurch eine Spannung in der mehrschichtigen Folie ausgebildet werden und ein Spannungsverteilungsmuster erzeugt werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass eine variable Einstellung einer Größe des Düsenaustrittsspaltes erfolgt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Spannungsverteilungsmuster als Logo oder als Fenster ausgebildet wird. Bevorzugt kann über eine entsprechende Strukturierung der Walzenoberfläche ein rechteckiges Fenster als Spannungsverteilungsmuster an der mehrschichtigen Folie ausgebildet werden. Hierzu kann beispielhaft ein entsprechendes rechteckiges Strukturelement an der Walzenoberfläche vorgesehen sein. Generell können mittels der Strukturierung der Walzenoberfläche flächige Spannungsverteilungsmuster realisiert werden. Auch können hierdurch beispielsweise bestimmte Logos oder auch Wörter oder Buchstaben oder Zahlen dargestellt werden. Mit anderen Worten können beliebige geometrische Designs als Spannungsverteilungsmuster ausgebildet werden. Auch kann vorgesehen sein, dass an der mehrschichtigen Folie zumindest teilweise ein Bereich mit erhöhter Spannung und ein Bereich mit reduzierter Spannung ausgebildet wird. Beispielhaft können derartige Folienbereiche mit unterschiedlicher Spannung Farben von hell nach dunkel oder in einem bestimmten Farbbereich darstellen und mittels des Polarisationsfilters visualisiert werden.
Insbesondere können mittels einer spezifischen Einstellung der Spannungsverteilung auch unterschiedliche Farben erzeugt werden.
Insgesamt lässt sich festhalten, dass mittels der Kombination von Materialien mit einem unterschiedlichen thermoplastischen Verhalten für die Ko-Extrusion und der Ausübung von Druck auf die extrudierte mehrschichtige Folie ein Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal an oder in der mehrschichtigen Folie erzeugt werden kann, welches auch nach einer anschließenden Lamination zu einem kartenförmigen Datenträger mittels eines Polarisationsfilters auf einfache Art und Weise visualisiert werden kann. Dabei ist insbesondere hervorzuheben, dass das Spannungsverteilungsmuster trotz der anschließenden Lamination im kartenförmigen Datenträger vorhanden ist. Mit anderen Worten bleiben die erfindungsgemäß erzeugten Spannungen und damit das Sicherheitsmerkmal auch während und nach einer anschließenden Lamination erhalten. Dies ist möglich, da das zweite Material beispielsweise eine niedrigere Glasübergangstemperatur als das erste Material aufweist und folglich auch unterhalb des Glasübergangsbereiches des ersten Materials laminiert werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Sicherheitsmerkmal für einen kartenförmigen Datenträger bereitgestellt, welches durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen hergestellt ist. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben. Hierbei ist insbesondere die mehrschichtige Folie mit dem Spannungsverteilungsmuster umfasst, welche für einen kartenförmigen Datenträger beispielsweise als Overlay-Folie verwendet werden kann.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein kartenförmiger Datenträger, insbesondere eine Smart Card, bereitgestellt, aufweisend einen Kartenkörper, an oder in welchem ein Sicherheitsmerkmal nach einem der vorhergehenden Ausführungs formen angeordnet ist. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben. Beispielsweise kann das Sicherheitsmerkmal in Form einer mehrschichtigen Overlay-Folie mit einem Spannungsverteilungsmuster an dem Kartenkörper angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beispielhaft im Rahmen von Ausführungsformen beschrieben. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren zeigen nachfolgend schematisch:
Fig. 1: eine schematische Ansicht für ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals für einen kartenförmigen Datenträger;
Fig. 2: eine prinzipielle Darstellung einer Herstellung einer mehrschichtigen Folie mit einem Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal;
Fig. 3: eine schematische Ansicht eines kartenförmigen Datenträgers mit einem Sicherheitsmerkmal;
Fig. 4: eine schematische Ansicht des kartenförmigen Datenträgers nach Figur 3 mit dem durch einen Polarisationsfilter visualisierten Sicherheitsmerkmal; und
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer mehrschichtigen Folie für einen kartenförmigen Datenträger mit einer Polarisationsfilteranordnung.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht für ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals für einen nicht dargestellten kartenförmigen Datenträger. Der kartenförmige Datenträger ist beispielhaft als Smart Card, insbesondere als Kreditkarte oder Bezahlkarte, ausgebildet. Weitere Details zum Verfahren sind im Hinblick auf Figur 2 beschrieben.
Das Verfahren weist beispielhaft die nachfolgenden Schritte auf : In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird ein erstes Material in einem Hauptextruder einer Extrusionsvorrichtung bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 101 wird ein zweites Material in einem Nebenextruder der Extrusionsvorrichtung bereitgestellt. Das erste Material und das zweite Material weisen ein unterschiedliches thermoplastisches Verhalten auf. Beispielsweise können sich die Materialien hinsichtlich ihrer Schmelzviskosität und insbesondere hinsichtlich ihrer Glasübergangstemperaturen unterscheiden.
In einem dritten Verfahrensschritt 102 wird das erste Material zur Ausbildung einer ersten Schmelze und das zweite Material zur Ausbildung einer zweiten Schmelze erhitzt. Mit anderen Worten werden das erste Material und das zweite Material in einen schmelzefähigen Zustand überführt.
In einem vierten Verfahrensschritt 103 wird eine Ko-Extrusion der ersten Schmelze und der zweiten Schmelze zur Ausbildung einer mehrschichtigen Folie durchgeführt. Dabei wird insbesondere in einem fünften Verfahrens schritt 104 im Bereich eines Düsenaustrittsspaltes der Extrusionsvorrichtung, insbesondere nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze aus dem Düsenaustrittsspalt, ein Druck auf die extrudierte mehrschichtige Folie ausgeübt. Aufgrund des unterschiedlichen thermoplastischen Verhaltens und der Druckausübung kann beispielhaft ein Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal an der mehrschichtigen Folie ausgebildet werden.
Dies hat den Vorteil, dass das Spannungsverteilungsmuster an oder in der mehrschichtigen Folie ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal darstellt, welches die Fälschungssicherheit eines kartenförmigen Datenträgers mit einem derartigen Sicherheitsmerkmal signifikant erhöht. Insbesondere kann das Spannungsverteilungsmuster ohne die Verwendung eines Polarisationsfilters mit bloßem Auge nicht erkannt werden. Mit einem Polarisationsfilter kann jedoch das Spannungsverteilungsmuster visualisiert bzw. detektiert werden. Folglich kann eine unrechtmäßige Reproduktion des kartenförmigen Datenträgers verhindert werden und die Echtheit des kartenförmigen Datenträgers mittels des Sicherheitsmerkmals garantiert werden.
Die Reihenfolge der Schritte des erfindungs gemäßen Verfahrens ist nicht notwendigerweise auf die beschriebene Reihenfolge beschränkt. Figur 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer Herstellung einer mehrschichtigen Folie 34 mit einem Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal. Die mehrschichtige Folie 34 kann beispielsweise als Overlay-Folie für einen kartenförmigen Datenträger, wie beispielsweise eine Smart Card, bevorzugt eine Kreditkarte, verwendet werden. Die mehrschichtige Folie 34 wird beispielhaft mittels Ko-Extrusion mit einem Verfahren gemäß Figur 1 hergestellt.
Hierbei ist eine Extrusionsvorrichtung 40 vorgesehen, welche einen nicht dargestellten Hauptextruder und einen nicht dargestellten Nebenextruder aufweist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das erste Material 30 und das zweite Material 32 als Granulat für den Hauptextruder und den Nebenextruder bereitgestellt werden. Bei der Ko-Extrusion können generell unterschiedliche Materialien durch die gleiche Extrusionsvorrichtung 40 gefördert werden. In der Extrusionsvorrichtung 40 können beispielsweise das erste Material 30 im Hauptextruder und das zweite Material 32 im Nebenextruder zur Ausbildung einer jeweiligen Schmelze 31, 33 erhitzt bzw. aufgeschmolzen werden. Die erste Schmelze 31 und die zweite Schmelze 33 werden anschließend aus einem Düsenaustrittsspalt 41a einer Düse 41 der Extrusionsvorrichtung 40 herausgepresst. Der Düsenaustrittsspalt 41a stellt hierbei eine formgebende Öffnung dar, wobei die Schmelzen 31, 33 als Schichten der mehrschichtigen Folie 34 vereint und ausgebildet werden. Beispielhaft bildet die erste Schmelze 31 eine zentrale Schicht, welche zwischen zwei Schichten der zweiten Schmelze 33 angeordnet ist.
Die Schmelzen 31, 33 härten üblicherweise nach dem Austritt aus dem Düsenaustrittsspalt 41a aufgrund von Abkühlung in den Schichten der mehrschichtigen Folie 34 aus bzw. erstarren. Aufgrund des unterschiedlichen thermoplastischen Verhaltens nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze 31, 33 aus dem Düsenaustrittsspalt 41a kann beispielhaft die erste Schmelze 31 zeitlich gesehen vor der zweiten Schmelze 33 erstarren. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass das erste Material 30 durch Polycarbonat gebildet ist, wobei Polycarbonat eine Glasübergangstemperatur von annähernd 140°C aufweisen kann. Weiterhin kann beispielhaft vorgesehen sein, dass das zweite Material 32 durch PETG gebildet ist, wobei PETG eine Glasübergangstemperatur von annähernd 70°C aufweisen kann. Aufgrund des hohen Unterschieds der Glasübergangstemperaturen weisen die Schmelzen 31, 33 daher ein signifikant unterschiedliches thermoplastisches Verhalten auf.
Mittels des Düsenaustrittsspaltes 41a kann beispielhaft ein Dickenprofil der mehrschichtigen Folie 34 definiert oder variabel eingestellt werden. Die Größe des Düsenaustrittsspaltes 41a kann beispielsweise mittels Stellelementen geregelt oder eingestellt werden, wodurch das Dickenprofil der mehrschichtigen Folie 34 variiert werden kann.
Insbesondere nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze 31, 33 aus dem Düsenaustrittsspalt 41a wird ein Druck P auf die extrudierte mehrschichtige Folie 34 ausgeübt, wodurch ein Spannungsverteilungsmuster als Sicherheitsmerkmal an der mehrschichtigen Folie 34 ausgebildet wird. Bevorzugt wird der Druck P unmittelbar nach dem Austreten der Schmelzen 31, 33 aus dem Düsenaustrittsspalt 41a ausgeübt, damit die Schmelzen 31, 33 noch nicht vollständig erstarrt sind und das Spannungsverteilungsmuster ausgebildet werden kann. Dieses Spannungsverteilungsmuster kann mittels der Spannungsoptik durch einen Polarisationsfilter sichtbar gemacht werden. Beispielhaft wird der Druck P auf die extrudierte mehrschichtige Folie 34 über eine Strukturierung einer jeweiligen Walzenoberfläche 51 von zwei an den Düsenaustrittsspalt 41a angrenzenden Kalanderwalzen 50 realisiert. Insbesondere wird die mehrschichtige Folie 34 zwischen den beiden Kalanderwalzen 50 gefördert und weitertransportiert. Mittels des Pfeils wird illustrativ die Richtung der Druckausübung von den Kalanderwalzen 50 auf die mehrschichtige Folie 34 dargestellt. Beispielhaft kann die Strukturierung der Walzenoberflächen 51 der beiden Kalanderwalzen 50 mehrere Strukturelemente, wie beispielsweise Vorsprünge oder Ausnehmungen aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Druck auf die extrudierte mehrschichtige Folie 34 durch eine ungleichmäßige Einstellung eines Dickenprofils der extrudierten mehrschichtigen Folie 34 realisiert wird. Figur 3 zeigt einen kartenförmigen Datenträger 10, welcher beispielhaft als Smart Card, insbesondere als Dual-Interface-Karte, ausgebildet ist. Der kartenförmige Datenträger 10 weist einen rechteckigen Kartenkörper 11 mit einer Oberfläche 11a auf. Die Oberfläche 11a wird durch eine mehrschichtige Folie 34 gebildet. Diese mehrschichtige Folie 34 ist gemäß einem Verfahren nach den Figuren 1 und 2 gebildet. Der Kartenkörper 11 weist ferner einen Anordnungsbereich 12 zur Aufnahme eines Chipmoduls auf, wobei das Chipmodul in dem Anordnungsbereich 12 des Kartenkörpers 11 angeordnet ist. Der Anordnungsbereich 12 ist beispielhaft durch eine Aussparung bzw. einen Hohlraum in dem Kartenkörper 11 gebildet, in welchem das Chipmodul geschützt gelagert, insbesondere eingeklebt, werden kann.
Das Chipmodul weist einen nicht dargestellten Chip, eine Kontaktstruktur 13 zur kontaktbasierten Datenkommunikation mit einem externen Lesegerät, und eine nicht dargestellte Antenne zur kontaktlosen Datenkommunikation mit dem externen Lesegerät auf. Insbesondere ist das Chipmodul somit beispielhaft als RFID-Modul ausgebildet.
An dem Kartenkörper 11 ist ein erfindungsgemäßes Sicherheitsmerkmal 20 angeordnet. Insbesondere ist das Sicherheitsmerkmal 20 an der mehrschichtigen Folie 34 ausgebildet, welche die Oberfläche 11a des Kartenkörpers 11 bildet. Beispielhaft ist das Sicherheitsmerkmal 20 gemäß einem Verfahren hergestellt, welches in den Figuren 1 und 2 beschrieben ist. Das Sicherheitsmerkmal 20 ist durch ein ebenes Fenster 22 gebildet, welches ein Spannungs Verteilungsmuster 21 aufweist. Das Spannungsverteilungsmuster 21 wird insbesondere aufgrund des unterschiedlichen thermoplastischen Verhaltens der ersten und zweiten Schmelze 31, 33 sowie der Druckausübung auf die mehrschichtige Folie 34 erzeugt.
In Figur 3 ist das Spannungsverteilungsmuster 21 mit bloßem Auge nicht sichtbar und erscheint lediglich als ebenes Fenster 22. Das Spannungsverteilungsmuster 21 kann jedoch mittels der Spannungsoptik bzw. mit einem Polarisationsfilter sichtbar gemacht werden. Das visualisierte Spannungsverteilungsmuster 21 ist beispielhaft in Figur 4 dargestellt.
Figur 4 zeigt somit eine schematische Ansicht des kartenförmigen Datenträgers 10 nach Figur 3 mit dem durch einen Polarisationsfilter visualisierten Sicherheitsmerkmal 20 als Spannungsverteilungsmuster 21. Mit dem Polarisationsfilter können Rückschlüsse auf die Verteilung und Größe der mechanischen Spannung innerhalb des Fensters 22 ermöglicht werden. Beispielsweise ist linksseitig innerhalb des Fensters 22 ein Bereich hoher mechanischer Spannung ausgebildet, welcher mittels der dunklen Grauschattierung dargestellt wird. Weiterhin ist rechtsseitig innerhalb des Fensters 22 ein Bereich niedriger mechanischer Spannung ausgebildet, welcher mittels der hellen Grauschattierung dar gestellt wird.
Auch können generell als Spannungsverteilungsmuster 21 bestimmte Logos oder auch Wörter oder Buchstaben oder Zahlen dargestellt werden. Mit anderen Worten können beliebige geometrische Designs als Spannungsverteilungsmuster 21 ausgebildet werden.
Folglich stellt das Spannungsverteilungsmuster 21 an der mehrschichtigen Folie 34 ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal 20 dar, welches die Fälschungssicherheit des kartenförmigen Datenträgers 10 erhöht. Insbesondere kann das Spannungsverteilungsmuster 21 ohne die Verwendung eines Polarisationsfilters mit bloßem Auge nicht erkannt werden. Mit dem Polarisationsfilter kann jedoch das Spannungsverteilungsmuster 21 visualisiert bzw. detektiert werden. Dies hat den Vorteil, dass das Spannungsverteilungsmuster 21 als Sicherheitsmerkmal 20 durch Erstellen einer Fotokopie des kartenförmigen Datenträgers 10 oder durch Scannen und Drucken nicht reproduzierbar ist, selbst wenn die Kopie oder der Druck von höchster Qualität ist.
Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht einer mehrschichtigen Folie 34 für einen kartenförmigen Datenträger 10 mit einer Polarisationsfilteranordnung 60. Die mehrschichtige Folie 34 ist gemäß Figur 3 ausgebildet und weist das zur Übersichtlichkeit nicht dargestellte Spannungsverteilungsmuster 21 auf. Wie im Hinblick auf die Figuren 1 und 2 beschrieben, ist die erstarrte erste Schmelze 31 als Zwischenschicht zwischen einer oberhalb und unterhalb angeordneten Schicht der erstarrten zweiten Schmelze 33 angeordnet. Zur Visualisierung des Spannungsverteilungsmusters wird die mehrschichtige Folie 34 zwischen der Polarisationsfilteranordnung 60 angeordnet. Insbesondere ist die mehrschichtige Folie 34 zwischen einem ersten Polarisationsfilter 61 und einem zweiten Polarisationsfilter 62 angeordnet.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass Licht in Pfeilrichtung von unten über den zweiten Polarisationsfilter 62 auf die mehrschichtige Folie 34 fällt. Ein Benutzer, welcher illustrativ mittels des schematisch angedeuteten Auges A von oben durch den ersten Polarisationsfilter 61 auf die mehrschichtige Folie 34 blickt, kann das Spannungsverteilungsmuster erkennen, wie es in Figur 4 illustrativ dargestellt wurde. Folglich kann mittels der Polarisationsfilteranordnung 60 durch das visualisierte Spannungsverteilungsmuster die Echtheit der mehrschichtigen Folie 34 bzw. des kartenförmigen Datenträgers 10 mit der mehrschichtigen Folie 34 verifiziert werden.
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10 kartenförmiger Datenträger
11 Kartenkörper
11a Oberfläche
12 Anordnungsbereich
13 Kontaktstruktur
20 Sicherheitsmerkmal
21 Spannungsverteilungsmuster
22 Fenster
30 erstes Material
31 erste Schmelze 32 zweites Material
33 zweite Schmelze
34 mehrschichtige Folie
40 Extrusionsvorrichtung 41 Düse
41a Düsenaustrittsspalt
50 Kalanderwalze
51 W alzenoberfläche
60 Polarisationsfilteranordnung 61 erster Polarisationsfilter
62 zweiter Polarisationsfilter
A Auge
P Druck
100 erster Verfahrensschritt 101 zweiter Verfahrensschritt
102 dritter Verfahrensschritt
103 vierter Verfahrensschritt
104 fünfter Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals (20) für einen kartenförmigen Datenträger (10), welches die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen (100) von wenigstens einem ersten Material (30) in einem Hauptextruder einer Extrusionsvorrichtung (40);
Bereitstellen (101) von wenigstens einem zweiten Material (32) in einem Nebenextruder der Extrusionsvorrichtung (40), wobei das erste Material (30) und das zweite Material (32) ein unterschiedliches thermoplastisches Verhalten aufweisen;
Erhitzen (102) des ersten Materials (30) zur Ausbildung einer ersten Schmelze (31) und des zweiten Materials (32) zur Ausbildung einer zweiten Schmelze (33);
Ko-Extrusion (103) der ersten Schmelze (31) und der zweiten Schmelze (§3) zur Ausbildung einer mehrschichtigen Folie (34), wobei im Bereich eines Düsenaustrittsspaltes (41a) der Extrusionsvorrichtung (40), insbesondere nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze (31, 33) aus dem Düsenaustrittsspalt (41a), ein Druck (P) auf die extrudierte mehrschichtige Folie (34) ausgeübt (104) wird, wodurch ein Spannungsverteilungsmuster (21) als Sicherheitsmerkmal (20) an der mehrschichtigen Folie (34) ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des unterschiedlichen thermoplastischen Verhaltens nach dem Austreten der ersten und der zweiten Schmelze (31, 33) aus dem Düsenaustrittsspalt (41a) die erste Schmelze (31) zeitlich gesehen vor der zweiten Schmelze (33) erstarrt und das Spannungsverteilungsmuster (21) in der ersten Schmelze (31) ausgebildet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schmelze (31) eine in Bezug auf die zweite Schmelze (33) höhere Glasübergangstemperatur, insbesondere 140°C, aufweist und die zweite Schmelze (33) in Bezug auf die erste Schmelze (31) eine niedrigere Glasübergangstemperatur, insbesondere 70°C, aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der Glasübergangstemperatur der zweiten Schmelze (33) und der Glasübergangstemperatur der ersten Schmelze (31) wenigstens 20% und höchstens 70%, insbesondere 50%, beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material (30) durch wenigstens einen ersten Polymer und das zweite Material (32) durch wenigstens einen zweiten Polymer gebildet ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (P) auf die extrudierte mehrschichtige Folie (34) über eine Strukturierung einer Walzenoberfläche (51) von wenigstens einer an den Düsenaustrittsspalt (41a) angrenzenden Kalanderwalze (50) realisiert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (P) auf die extrudierte mehrschichtige Folie (34) durch eine ungleichmäßige Einstellung eines Dickenprofils der extrudierten mehrschichtigen Folie (34) realisiert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine variable Einstellung einer Größe des Düsenaustrittsspaltes (41a) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannungsverteilungsmuster (21) als Logo oder als Fenster (22) ausgebildet wird.
10. Sicherheitsmerkmal (20) für einen kartenförmigen Datenträger (10), welcher durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist.
11. Kartenförmiger Datenträger (10), insbesondere eine Smart Card, aufweisend einen Kartenkörper (11), an oder in welchem ein Sicherheitsmerkmal (20) nach Anspruch 10 angeordnet ist.
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