DE4441198A1 - Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers, der zumindest in Teilbereichen eine transparente Kunststoffschicht aufweist, welche wenig­ stens in einem Teilbereich mit einem Oberflächenrelief in Form einer Linsenstruktur versehen wird. Ferner be­ trifft die Erfindung einen nach diesem Verfahren herge­ stellten Datenträger sowie eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Man ist seit langem bemüht, Datenträger, wie z. B. Aus­ weiskarten, Kreditkarten oder Wertpapiere, mit besonde­ ren Sicherheitsmerkmalen zu versehen, die einerseits einen auffälligen, nicht kopierbaren visuellen Effekt aufweisen und andererseits eine möglichst kostengünstige Herstellung gewährleisten.

Aus der EP 0 219 012 A1 ist beispielsweise ein mehr­ schichtiger Datenträger mit einer transparenten Deckfo­ lie bekannt, in welche ein Oberflächenrelief in Form einer Linsenstruktur, bevorzugt ein Zylinderlinsenra­ ster, eingebracht ist. Durch dieses Linsenraster hin­ durch werden mittels eines Lasers Informationen in dar­ unterliegende Volumenbereiche des Datenträgers einge­ bracht, die als geschwärzte Bereiche visuell gut zu er­ kennen sind. Aufgrund der Focuswirkung der Linsen werden nur schmal begrenzte Bereiche des Datenträgers ge­ schwärzt, so daß die Informationen lediglich unter dem Betrachtungswinkel beobachtet werden können, der dem Einfallswinkel des Lasers auf die Linsenstruktur ent­ spricht. Auf diese Weise können bei Verwendung verschie­ dener Beschriftungswinkel mehrere nur unter bestimmten Betrachtungswinkeln erkennbare Informationen einge­ schrieben werden. Dieser Effekt wird im folgenden als "Kippbild" bezeichnet.

Dieses Kippbild besitzt eine Reihe von sicherheitstech­ nisch relevanten Vorteilen. So ist es beispielsweise weder mit fotografischen noch mit kopiertechnischen Mit­ teln reproduzierbar, da unter einem Aufnahmewinkel nie gleichzeitig alle Kippbild-Informationen vorliegen. Der gefälschte Datenträger zeigt somit lediglich eine der Informationen und diese unter allen Betrachtungswinkeln. Der Kippbildeffekt ist verschwunden. Zudem bietet die Laserbeschriftung einen zusätzlichen Fälschungsschutz. Denn bei der Laserbeschriftung werden im Inneren des Datenträgermaterials sichtbare Veränderungen hervorgeru­ fen, die weder chemisch noch mechanisch ohne vollstän­ dige Zerstörung des Datenträgers entfernt oder geändert werden können.

Dieses Sicherheitsmerkmal bietet auch bezüglich der wirtschaftlichen Herstellung von Datenträgern einige Vorteile. Denn die Beschriftung des Linsenrasterbereichs erfolgt erst nach der Fertigstellung des Datenträgers, so daß hierbei eventuell anfallender Ausschuß nicht be­ schriftet und daher komplizierte Abläufe für ein nach­ trägliches Herstellen eines neuen Datenträgers mit dem gleichen Datensatz vermieden werden. Dies gilt insbeson­ dere für den Fall, daß die Kippbildinformation benutzer­ bezogen ausgeführt ist.

Die Herstellung der Linsenstruktur erfolgte bisher ent­ weder während der Herstellung des Datenträgers oder nach seiner Fertigstellung durch Einprägen mit einem Präge­ stempel. Durch die Erhitzung des Datenträgermaterials und den hierauf ausgeübten Druck kommt es allerdings leicht zu irreparablen Verzügen und zu störenden Durch­ prägungen auf die Datenträgerrückseite, die häufig als Druckfläche benutzt wird.

Daher werden die Linsenstrukturen bevorzugt während der Laminierung der Datenträger eingebracht, indem eine der Laminierplatten mit der negativen Linsenrasterstruktur versehen wird. Da die Laminierung üblicherweise im Bo­ genformat erfolgt, muß die Laminierplatte im Bereich jedes einzelnen Nutzens die entsprechend negative Re­ liefstruktur aufweisen. Dies hat den Nachteil, daß die gesamte Laminierplatte ausgetauscht werden muß, sobald im Bereich eines Nutzens ein Fehler auftritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren vorzuschlagen, mit dem Datenträger ohne die ge­ nannten Nachteile des Stands der Technik auch in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich und ohne Verzüge mit Oberflä­ chenstrukturen, insbesondere Linsenstrukturen, versehen werden können.

Lösungen dieser Aufgabe werden in den unabhängigen An­ sprüchen angegeben. Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Relief­ struktur mit Hilfe von entsprechend geformten spanabhe­ benden Werkzeugen, wie Hobel- oder Schleifwerkzeugen in den Datenträger eingebracht, der im Bereich der einzu­ bringenden Linsenstruktur aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff besteht. Wie aus Mikroskopschliffen ersicht­ lich ist, kann durch dieses Abtragsverfahren eine sehr glatte Linsenoberfläche mit guter optischer Qualität erzeugt werden. Dieses Verfahren eignet sich für alle üblichen Datenträgermaterialien, insbesondere auch für thermostabile Materialien, wie PC, bei denen die übli­ chen Prägeverfahren nicht angewendet werden können. Auf­ grund des Materialabtrags weist der nach diesem Verfah­ ren hergestellte Datenträger eine gegenüber der Daten­ trägeroberfläche leicht versenkte Linsenstruktur auf, d. h. die Dicke des Datenträgers wird durch die Linsen­ struktur nicht verändert, wie es bei den bekannten Da­ tenträgern der Fall ist. Dieser Umstand ist insbesondere bei der Stapelung der erfindungsgemäßen Datenträger von großem Vorteil. Durch das Absenken bzw. quasi Einbetten der Linsenstruktur in den Datenträger ist die Linsen­ oberfläche zudem optimal gegen Verschleiß durch Umwelt­ einflüsse geschützt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können auch ein­ zelne Prägematrizen eingesetzt werden, die nach einem vorgegebenen stufenweisen Heiz- und Druckzyklus arbei­ ten, um Verzüge des Datenträgermaterials zu vermeiden. Für dieses Verfahren wird bevorzugt eine Vorrichtung verwendet, die mehrere parallel arbeitende Prägestatio­ nen aufweist. Beim Einlauf eines einzelnen Datenträgers in die Vorrichtung wird auf den Datenträger ein Präge­ stempel aufgesetzt, der mit der Karte entlang einer vor­ gegebenen beispielsweise kreisförmig ausgeführten Trans­ portstrecke mitbewegt wird. Während des Transports durch die Prägevorrichtung wird der mitbewegte Prägestempel entsprechend dem vorgegebenen Arbeitszyklus beheizt bzw. nachdem das Datenträgermaterial langsam erweicht und in die gewünschte Form gebracht wurde, gekühlt. Das Mitbe­ wegen der Heiz- bzw. Kühleinrichtung hat den Vorteil, daß die gesamte Transport zeit als Prozeßzeit genutzt werden kann. Alternativ kann die Heiz-/Kühleinrichtung jedoch auch stationär angeordnet sein, was den Vorteil hat, daß die Temperatureinstellung zentral und stationär für die gesamte Vorrichtung erfolgen kann. Die Datenträ­ ger werden hier zusammen mit den aufgesetzten Prägestem­ peln durch die stationären Heiz-/Kühlstationen getaktet.

Die Option, den Temperatur- und Druckzyklus in weiten Bereichen steuern zu können, ohne größere Nachteile hin­ sichtlich der Produktivität in Kauf nehmen zu müssen, ermöglicht es auch, bei diesem Verfahren, Datenträger herzustellen, bei welchen die Linsenstruktur zu keiner Erhöhung der Datenträgerdicke führt. Durch die langsame Zustandsänderung kann das Datenträgermaterial sehr gleichmäßig und ohne Verzüge verformt und das überschüs­ sige Datenträgermaterial gleichmäßig auf den gesamten Datenträger verteilt werden.

Um das Risiko von Verzügen weiter zu minimieren, kann die Datenträgeroberfläche vor dem Prägevorgang mit einer Lackschicht versehen werden, die während des Prägens thermoplastisch verformbar ist und erst anschließend vollständig ausgehärtet wird. Die gehärtete Lackschicht fungiert hierbei als eine Art Fixierschicht für die dar­ unterliegende thermisch erweichte Zone des Datenträger­ materials, das nun nach dem eigentlichen Prägevorgang ohne zu verziehen, vollständig abkühlen und in der durch die Lackschicht vorgegebenen Form erhärten kann. Es ist allerdings auch möglich, lediglich in die Lackschicht einzuprägen. In diesem Fall ist die Gefahr von Verzügen vollständig gebannt, da das Datenträgermaterial selbst beim Prägen nicht beansprucht wird.

Für den Fall, daß der Datenträger mit einem lokal be­ grenzten Kippbildelement ausgestattet werden soll, kön­ nen Verzüge sowie Verschleißerscheinungen auch vermieden werden, indem das Kippbildelement als separates Einzel­ element gefertigt und anschließend in eine entsprechend dimensionierte Aussparung des Datenträgers eingebracht wird.

Die Herstellung des Linsenelements kann beispielsweise in einem kontinuierlichen Prägeverfahren erfolgen, bei dem eine transparente Folie im Rollenprägeverfahren mit der gewünschten Struktur versehen wird. Ebenso ist es denkbar, die Folie bereits beim Extrudieren mit der ent­ sprechenden Oberflächenkontur auszustatten. Die Folie wird anschließend in die Einzelelemente gestanzt und in der Aussparung des Datenträgers z. B. durch Kleben oder Schweißen befestigt. Eine weitere Möglichkeit bietet das Spritzgußverfahren, mit dem direkt Einzelelemente der gewünschten Form hergestellt werden können.

Die zuletzt geschilderten Verfahren können vollständig auf komplizierte und aufwendige Prägevorrichtungen in­ nerhalb der Produktionslinie der Datenträger verzichten. Dadurch kann wirtschaftlicher und rationeller gefertigt werden. Denn das Herstellen kontinuierlich geprägter Folien bzw. das Spritzgießen von Einzelelementen kann kostengünstig erfolgen, da in einem kontinuierlichen Prozeß zu hohen Stückzahlen gefertigt werden kann, der lediglich den Randbedingungen für diesen einen Prozeß gerecht werden muß. Probleme, wie das Durchprägen auf die Rückseite des Datenträgers oder Verzüge entfallen.

Die erfindungsgemäßen Verfahren haben ferner den Vor­ teil, daß sie an der bezüglich ihres Schichtaufbaus fer­ tigen Karte durchgeführt werden können, so daß Ausschuß­ probleme einfach zu handhaben sind. Denn im Falle eines fehlerhaft ausgeführten Bearbeitungsschritts kann der betroffene Datenträger sofort ausgesondert und durch einen nachfolgenden ersetzt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen wer­ den anhand der Figuren erläutert. Es wird darauf hinge­ wiesen, daß die Figuren lediglich die wesentlichen Ver­ fahrensschritte skizzieren und weder als vollständige noch als maßstabsgetreue Darstellung der einzelnen Vor­ richtungen zu verstehen sind.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Datenträger mit Kippbild,

Fig. 2 Schleifvorrichtung zur Einbringung der Linsenstruktur in den Datenträger im Querschnitt,

Fig. 3 Seitenansicht der Schleifvorrichtung mit Luftkühlung,

Fig. 4 Skizze einer Naßschleifvorrichtung,

Fig. 5 Datenträger mit dünner Lackschicht, wobei Lackschicht und Datenträger geprägt wer­ den,

Fig. 6 Datenträger mit dünner Lackschicht, in welche die Linsenstruktur eingeprägt wird,

Fig. 7 Prägevorrichtung mit einer Vielzahl ein­ zelner Prägestationen,

Fig. 8 Schnitt durch eine einzelne Prägestation mit mitbewegter Heiz-/Kühlvorrichtung,

Fig. 9 Datenträger mit Aussparung, in welche ein Einzelelement eingebracht ist,

Fig. 10 Einzelelement mit Linsenstruktur,

Fig. 11 geprägte Folie zur Herstellung von Ein­ zelelementen

Fig. 12 Applizierung eines Linsenstrukturelements mittels Inmould-Technik.

Fig. 1 zeigt einen Datenträger 1 gemäß der Erfindung. Es kann sich hierbei um eine ein- oder mehrschichtige Aus­ weiskarte handeln, deren Kartenkörper nach einem der bekannten Verfahren, wie Extrudieren, Laminieren oder Spritzgießen hergestellt ist, und die mit den allgemein üblichen Daten 3, wie z. B. dem Namen des Benutzers, ei­ ner Kontonummer und allgemeinen Daten bezüglich der aus­ gebenden Institution versehen ist. Die benutzerbezogenen Daten werden vorzugsweise mit einem Laser in den inneren Volumenbereich der Ausweiskarte eingebrannt, während die allgemeinen Angaben, wie z. B. hinsichtlich der ausgeben­ den Institution, mit drucktechnischen Verfahren auf eine der Kartenschichten aufgedruckt sind. Darüber hinaus kann der Datenträger auch andere, lediglich maschinen­ lesbare Datenspeichervorrichtungen aufweisen, wie z. B. einen integrierten Schaltkreis oder einen Magnetstrei­ fen. Der erfindungsgemäße Datenträger 1 weist entspre­ chend der Darstellung in Fig. 1 zusätzlich in einem Teilbereich ein optisches Echtheitsmerkmal in Form eines Kippbildes 2 auf. Das Kippbildelement 2 besteht, wie bereits erläutert, aus einer Linsenstruktur, wobei es sich um Zylinder- und/oder Kugellinsen handeln kann, die entweder direkt aneinandergrenzen oder entsprechend ei­ nem vorgegebenen Muster angeordnet sein können und die in eine zumindest in Teilbereichen lichtdurchlässige Kunststoffschicht eingebracht sind. Dabei können zusätz­ lich die Brennweiten der einzelnen Linsen, z. B. entspre­ chend einem vorgegebenen Muster, variiert werden. Selbstverständlich kann sich das Kippbildelement 2 auch über den gesamten Datenträger 1 erstrecken.

Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die Linsen­ struktur mit Hilfe von spanabhebenden Werkzeugen, wie Schleif- oder Hobelwerkzeugen, in eine der Oberflächen des Datenträgers eingebracht.

Fig. 2 zeigt einen Schleifzylinder 5, dessen Oberfläche das negative Relief der Linsenstruktur 4 aufweist, und mit welchem der Datenträger 1 im Bereich des Kippbild­ elements 2 in Kontakt gebracht wird. Der Datenträger wird hierbei zwischen zwei Positionselementen 7, 8 pla­ ziert, wobei eines der Elemente im Bereich der einzu­ bringenden Linsenstruktur 4 eine Öffnung aufweist. Die tatsächliche Ausgestaltung des Positioniermechanismus richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten und wird entsprechend diesen Anforderungen aus den bekannten Vor­ richtungen ausgewählt.

Während des Schleifvorgangs kann der bearbeitete Daten­ trägerbereich zusätzlich gekühlt werden. Die Fig. 3 und 4 zeigen diesbezügliche Varianten. Der Schleifzylinder 5 wird entsprechend dem in Fig. 3a dargestellten Bewe­ gungszyklus über den Datenträger bewegt. Währenddessen wird der zu bearbeitende Bereich über das Luftleitungs­ system 6, z. B. bestehend aus einer Düse oder einem ein­ fachen Rohr, mit kühler bis kalter Luft beaufschlagt, wie in Fig. 3b gezeigt.

Alternativ kann auch ein Naßkühlungssystem Anwendung finden, dessen Grundprinzip in Fig. 4 dargestellt ist. Auch hier wird der Datenträger 1 in einer Spannvorrich­ tung 7, 8 fixiert. Der Schleifzylinder 5 wird ähnlich dem in Fig. 3a gezeigten Arbeitszyklus über den Daten­ trägerbereich bewegt und taucht während des Schleifens in die Schleifflüssigkeit 9, im einfachsten Fall Wasser, welche für die nötige Kühlung sorgt. Um die entstandene Wärme abführen zu können, wird die Schleifflüssigkeit 9 über das Leitungssystem 10 mit Hilfe einer Pumpe 11 in einem geschlossenen Kreislauf bewegt und gleichzeitig in einem Kühlsystem 12 erneut auf die gewünschte Temperatur gekühlt. Ein Filterelement 13 sorgt zusätzlich dafür, daß keine Schleifrückstände oder ähnliches in das Schleifbad zurückgelangen.

Wird die Linsenstruktur 4 durch Hobeln mit Hilfe eines Profilmeißels erzeugt, so kann es allerdings auch nötig sein, das spanabhebende Werkzeug zu heizen, um einen guten Materialabtrag zu gewährleisten.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann der Datenträger 1 in einem beliebigen Druckverfahren′ ins­ besondere im Sieb-, Tief- oder Tampondruck, mit einer dünnen Lackschicht 14 versehen werden. Anschließend wird mit einem Prägestempel 15 die Linsenstruktur 4 sowohl in die Lackschicht 14 als auch in den Oberflächenbereich 17 des Datenträgers 1 übertragen (Fig. 5). Die Lackschicht 14 kann dabei entweder voll flächig oder nur auf einen Teilbereich des Datenträgers aufgedruckt werden. Je nach verwendetem Lacksystem 14 kann vor dem Prägen eine Vor­ härtung des Lacks 14 erfolgen, die den Lack in einen thermoplastischen Zustand versetzt. Die vollständige Aushärtung des Lacks erfolgt schließlich während oder nach der Prägung. Es können beispielsweise Lacksysteme aus chemisch nichtreagierenden Komponenten verwendet werden, wobei die erste Komponente physikalisch trocknet oder thermisch reaktiv härtet und die zweite durch Strahlung aushärtet. Durch Härtung der ersten Komponente entsteht der für die Prägung notwendige thermoplastische Zustand, der erst durch die Strahlungshärtung der zwei­ ten Komponente aufgehoben wird. Es können jedoch auch einkomponentige, insbesondere strahlungshärtende Lacksy­ steme Anwendung finden. Erfolgt die Härtung während des Prägevorgangs, so muß der Prägestempel für die härtende Strahlung, z. B. UV- oder IR-Strahlung transparent sein. Die Strahlungsquelle 16 kann hierbei direkt in dem Prä­ gestempel 15 angeordnet sein, wie in Fig. 6 dargestellt. Bei Verwendung von Wärmestrahlung genügt allerdings auch ein Aufheizen des Stempels auf die erforderliche Tempe­ ratur. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß das Daten­ trägermaterial nicht stark beansprucht wird, da weniger Material verdrängt werden muß, was die Gefahr von Verzü­ gen erheblich reduziert. Ferner wird das Prägeprofil in der Lackschicht 14 durch die Strahlungshärtung praktisch lackartig fixiert und dient somit als eine Art Fixier­ haut für das darunterliegende erweichte Datenträgermate­ rial, welches dadurch nach dem Prägevorgang ohne Verzüge abkühlen kann.

Eine weitere Möglichkeit, die Gefahr von Verzügen zu verringern, bietet das in Fig. 6 gezeigte Verfahren. Hier wird lediglich in die auf dem Datenträger vollflä­ chig oder teilweise aufgebrachte Lackschicht 14 geprägt. In diesem Fall wird das Datenträgermaterial selbst durch den Prägevorgang nicht beeinträchtigt, so daß weder Ver­ züge noch Durchprägungen auf die Rückseite des Datenträ­ gers entstehen können.

Das Prägen der einzelnen Datenträger erfolgt erfindungs­ gemäß in einer speziellen Prägevorrichtung, die ein par­ alleles Verarbeiten der einzelnen Datenträger erlaubt. Es ist hierbei völlig irrelevant, ob der Datenträger zuvor mit einer fixierenden Lackschicht, wie oben be­ schrieben, versehen wurde oder nicht. Der spezielle Pro­ zeßablauf innerhalb der Vorrichtung ermöglicht es auch in den Datenträger selbst verzugsfrei einzuprägen.

Fig. 7 zeigt eine Prägevorrichtung 20, die aus einer Vielzahl einzelner Prägestationen 21 besteht. Die nach­ einander einlaufenden Datenträger - in der Fig. 7 durch den Pfeil 22 schematisch angedeutet - werden von den einzelnen Prägestationen 21 aufgenommen, mit dem dort befindlichen Prägestempel in Kontakt gebracht und zusam­ men mit der Prägestation 21 auf einer Kreisbahn zum Aus­ gangspunkt zurückbewegt, wo sie die Prägevorrichtung 21 wieder verlassen (Pfeil 23). Die Transportstrecke kann selbstverständlich auch jede beliebige andere Form auf­ weisen. Auch müssen die Datenträger nicht notwendiger­ weise zum Ausgangspunkt zurücktransportiert werden.

Während dem Umlauf der Prägestationen 21 werden die Da­ tenträger langsam erhitzt, gleichzeitig mit der Linsen­ struktur versehen und schließlich sehr langsam wieder abgekühlt. Durch die sehr langsame Temperatur- und Druckeinwirkung können Verzüge praktisch vermieden wer­ den. Gemäß einer ersten Variante erfolgt die Temperatur­ änderung in jeder Prägestation 21 separat, d. h. die Heiz-/Kühleinrichtung wird mit der Prägestation 21 mit­ bewegt und beheizt bzw. kühlt den dort vorhandenen Prä­ gestempel gemäß einer vorgegebenen Temperaturkurve. Al­ ternativ kann die Heiz-/Kühleinrichtung auch stationär angeordnet sein, wobei z. B. während des Transports Prä­ gestempel und Datenträger auf der Strecke 24 langsam er­ hitzt und entlang der Transportstrecke 25 ebenso langsam wieder abgekühlt werden. In diesem Fall wird die Präge­ station 21, die den Datenträger mit dem aufgesetzten Prägestempel umfaßt, durch die Heiz-/Kühleinrichtung getaktet.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 1-1 durch eine Prägestation 21 der Vorrichtung 20. Beim Einlauf des Datenträgers 1 in die Prägestation 21 wird der Prä­ gestempel 15 auf den Datenträger 1 aufgesetzt und dort, wie z. B. in Fig. 8 dargestellt, durch eine Feder 26 fi­ xiert. Denkbare Alternativen wären auch Druckluft oder elektrische bzw. hydraulische Spannvorrichtungen. Die Fixierung wird erst beim Verlassen der Prägestation 21 wieder gelöst. Die Temperatureinwirkung erfolgt über den Stempel 27, der stationär befestigt ist und die Wärme an den Prägestempel 15, der selbstverständlich wärmeleitend ausgeführt sein muß, weitergibt. Mit dem nächsten Ma­ schinentakt wird die Prägestation 21 zum nächsten Heiz-/Kühlstempel 27 transportiert. Die im Grunde sehr lange Prozeßzeit wird dadurch abgefangen, daß die Daten­ träger einzeln und damit versetzt zueinander verarbeitet werden können. Nur zu Beginn des Produktionszyklus ent­ steht eine kurze Bearbeitungslücke, die gerade der Um­ laufzeit einer Prägestation 21 entspricht. Im weiteren Verlauf der Fertigung verläßt mit jedem Maschinentakt ein Datenträger die Prägevorrichtung 20, so als wenn er während eines Maschinentaktes geprägt worden wäre. Die tatsächliche Prozeßzeit, die eine Vielzahl an Maschinen­ takten umfaßt, ermöglicht andererseits eine verzugsfreie Fertigung von Datenträgern, insbesondere auch von Daten­ trägern, bei welchen die Scheitelbereiche der Linsen­ struktur mit der Datenträgeroberfläche abschließen bzw. gegenüber der Oberfläche leicht versenkt sind.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ist in Fig. 9 dargestellt. Hier wird der Datenträger 1 mit ei­ ner Aussparung 28, z. B. durch Fräsen oder entsprechendes Spritzgießen des Datenträgers 1, versehen. In diese Aus­ sparung wird ein separat gefertigtes Einzelelement 30 eingesetzt und durch Kleben oder Verschweißen mit dem Datenträger 1 verbunden. Wird das Einzelelement 30 mit dem Datenträger 1 über Ultraschallbestrahlung ver­ schweißt, so müssen an dem Einzelelement 30 Richtungs­ geber 31, z. B. in Form von Noppen oder Streifen vorge­ sehen werden, die die auftreffende Strahlung bündeln, das Material lokal erhitzen und damit ein kontrolliertes Verschweißen ermöglichen (Fig. 10). Diese Richtungsgeber 31 bestehen aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie das Element 30 und können daher sehr vorteilhaft im Spritz­ guß zusammen mit dem Element hergestellt werden.

Eine andere Möglichkeit der Herstellung von Einzelele­ menten ist das Prägen von Endlosfolien, die anschließend in entsprechende Einzelelemente geschnitten werden. Fig. 11 zeigt den Schichtaufbau einer derartigen Endlosfolie 37. Eine selbsttragende Kunststoffolie 32 wird mit der Linsenstruktur 4 geprägt oder bereits mit der Linsen­ struktur extrudiert. Die Unterseite der geprägten Folie 32 wird mit einer Klebstoffschicht 33 versehen, die eventuell mit einer Silikonschicht 34 abgedeckt werden kann. Die geprägte Seite der Folie 32 erhält eine Trenn­ schicht 35 sowie eine darüber angeordnete Abdeckschicht 36, welche die Linsenstruktur vor Beschädigungen während der Aufbewahrung bzw. dem Stanzvorgang schützt. Die Ab­ deckschicht 36 kann in flüssigem Zustand aufgerakelt und anschließend gehärtet werden.

Diese Endlosfolie 37 hat den Vorteil, daß sie kostengün­ stig unabhängig von der Datenträgerproduktion herge­ stellt und in Einzelelemente beliebigen Formats zer­ schnitten werden kann. Für den Übertrag auf den Daten­ träger wird die Folie 32 entweder vorgestanzt oder di­ rekt während dem Prägevorgang gestanzt. Anschließend wird die Abdeckung 36 zusammen mit den nichtverklebten Folienresten abgezogen.

Die Einzelelemente müssen natürlich nicht notwendiger­ weise in eine Aussparung eingesetzt werden, sondern kön­ nen wahlweise auch auf die Datenträgeroberfläche aufge­ klebt bzw. aufgeschweißt werden.

Eine weitere Variante, eine Karte mit einem Einzelele­ ment zu versehen, zeigt Fig. 12. In diesem Fall wird in die Karte 1, analog zu dem in Fig. 9 dargestellten Ver­ fahren, eine Aussparung 28 eingebracht. Anschließend wird in diese Aussparung 28 mittels Inmould-Technik das Linsenelement eingespritzt, d. h. statt dem Vorfertigen eines implantierbaren Einzelelements wird die gewünschte Elementform direkt in die Aussparung 28 der Karte 1 bzw. auf die Kartenoberfläche gespritzt. Die mit der Ausspa­ rung 28 versehene Karte 1 wird hierbei in eine Spritz­ gußvorrichtung eingebracht. In Fig. 12 ist aus Gründen der Anschaulichkeit lediglich die Gußform 40 darge­ stellt, welche selbstverständlich die negative Linsen­ struktur 42 aufweisen muß. Über die Spritzdüse 41 wird anschließend das lichtdurchlässige bzw. transparente Elementmaterial 43 in die Aussparung 28 eingespritzt. Als Gußmaterialien kommen beispielsweise Thermoplaste oder lichthärtende, insbesondere UV-härtende Kunststoffe in Frage.

Die Gußform kann gemäß einer weiteren Variante auch so ausgebildet sein, daß die Linsenstruktur nicht mit der Ebene der Oberfläche des Datenträgers bündig abschließt, sondern diese beispielsweise überragt.

Nachdem der Datenträger nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Linsenstruktur versehen wurde, wird er einer Laserbeschriftungsstation zugeführt. Dort wer­ den die Kippbildinformationen durch die Linsenstruktur hindurch in das lichtdurchlässige Material eingeschrie­ ben. Sinnvollerweise erfolgt die Beschriftung im Zuge der ohnehin notwendigen Personalisierung des Datenträ­ gers, so daß unter Umständen ein für jeden Benutzer in­ dividueller Datensatz, bestehend aus direkt in den Da­ tenträger zu lasernden Daten und Kippbildinformationen, die eventuell ebenfalls benutzerbezogen ausgelegt sein können, zusammengestellt und an die Lasersteuerung über­ geben wird. Im Falle eines Beschriftungsfehlers kann der fehlerhafte Datenträger sofort aussortiert und durch einen nachfolgenden, noch nicht beschrifteten Datenträ­ ger mit Linsenstruktur ersetzt werden.

Das Material, welches mit der Linsenstruktur versehen wird, muß selbstverständlich zumindest im Bereich der Linsen lichtdurchlässig sein, damit die durch die Linsen hindurch eingebrachten Informationen lesbar sind. Bevor­ zugt werden transparente Materialien eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, eingefärbte transluzente Kunst­ stoffe zu verwenden.

Claims (50)

1. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers, der zumindest in Teilbereichen eine lichtdurchlässige Kunst­ stoffschicht aufweist, welche wenigstens in einem Teil­ bereich mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Lin­ senstruktur versehen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenstruktur mittels spanabhebender Verfahren in die Kunststoffschicht einge­ bracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenstruktur durch Schleifen oder Hobeln eingebracht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bearbeitende Datenträgerbereich zusätzlich gekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit Luft oder einer Schleifflüs­ sigkeit gekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenstruktur mit einem Profilmeißel eingebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Profilmeißel beheizt wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers, der zumindest in Teilbereichen eine lichtdurchlässige Kunst­ stoffschicht aufweist, welche wenigstens in einem Teil­ bereich mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Lin­ senstruktur versehen wird, , dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffschicht in Form ei­ ner Lackschicht auf den Datenträger aufgebracht wird und daß in diese Lackschicht die Oberflächenstruktur einge­ prägt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der unter der Lackschicht ange­ ordnete Oberflächenbereich des Datenträgers ebenfalls geprägt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschicht in einem Druckverfahren aufgebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lackschicht im Siebdruck auf­ gebracht wird.

11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß thermo­ plastische und/oder strahlungshärtbare Lacke oder Lacksysteme aus chemisch nicht reagierenden Komponenten verwendet werden.

12. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers, der zumindest in Teilbereichen eine lichtdurchlässige Kunst­ stoffschicht aufweist, welche wenigstens in einem Teil­ bereich mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Lin­ senstruktur versehen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenstruktur unter stufenweiser Beaufschlagung von Temperatur und evtl. Druck in die Kunststoffschicht eingeprägt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte aufweist:

• - jeder Datenträger wird einer Prägestation zuge­ führt, in welcher er mit einem Prägestempel in Kon­ takt gebracht wird,
• - Datenträger und Prägestempel werden zusammen ent­ lang einer Transportstrecke bewegt,
• - Datenträger und Prägestempel werden während des Transports entsprechend einer vorgegebenen Tempera­ turkurve zuerst beheizt und anschließend gekühlt und
• - nach dem Kühlen wird der Prägestempel vom Datenträ­ ger abgenommen und der Datenträger wird aus der Prägestation entfernt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Prägestationen vorgesehen werden, welche jeweils zeitlich versetzt zueinander ei­ nen Datenträger aufnehmen.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Prägestation eine eigene Heiz- bzw. Kühlvorrichtung aufweist, die entspre­ chend der vorgegebenen Temperaturkurve beheizt bzw. ge­ kühlt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine stationäre Heiz-/Kühlvorrichtung vorgesehen wird, durch welche der Daten­ träger zusammen mit dem Prägestempel entsprechend einem vorgegebenen Maschinentakt bewegt wird.

17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Prä­ gestempel mittels einer Fixiervorrichtung auf dem Daten­ träger befestigt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Prägestempel mittels einer gespannten Feder, Druckluft oder elektrischen oder hy­ draulischen Spannvorrichtungen fixiert wird.

19. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers, der zumindest in Teilbereichen eine lichtdurchlässige Kunst­ stoffschicht umfaßt, welche wenigstens in einem Teilbe­ reich mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Lin­ senstruktur versehen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenstruktur als se­ parates Element hergestellt wird, welches nach seiner Herstellung mit dem Datenträger verbunden wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Datenträger mit einer Ausspa­ rung versehen wird, in welche das Element eingebracht wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aussparung durch Fräsen des fertigen Datenträgers oder entsprechendes Spritzgießen des Datenträgers hergestellt wird.

22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Ele­ ment separat vorgefertigt und anschließend mit dem Da­ tenträger verklebt oder verschweißt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Element mittels Ultraschall mit dem Datenträger verschweißt wird.

24. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers, der zumindest in Teilbereichen eine lichtdurchlässige Kunst­ stoffschicht umfaßt, welche wenigstens in einem Teilbe­ reich mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Lin­ senstruktur versehen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Datenträger mit einer Aus­ sparung versehen wird und daß das Element mittels In­ mould-Technik direkt in der Aussparung erzeugt wird.

25. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements für Datenträger, wie Ausweiskarten, Banknoten oder der­ gleichen, bestehend aus lichtdurchlässigem Kunststoff, der zumindest in Teilbereichen mit einer Oberflächen­ struktur in Form einer Linsenstruktur versehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Sicher­ heitselement als Einzelelement im Spritzgußverfahren gefertigt wird, wobei die Oberflächenstruktur während des Spritzgießens erzeugt wird.

26. Verfahren zur Herstellung einer Folie, die zumindest in Teilbereichen mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Linsenstruktur versehen ist und welche zur Her­ stellung von Sicherheitselementen für Datenträger, wie Ausweiskarten, Banknoten oder dergleichen verwendet wer­ den kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur während oder nach der Folienher­ stellung eingebracht wird, und die Oberflächenstruktur anschließend mit einer Trennschicht versehen wird, über welche in einem weiteren Schritt eine Deckschicht ange­ ordnet wird, welche die Oberflächenstruktur beispiels­ weise während des Aufbewahrens und eventuellen Stanzvor­ gängen vor Beschädigungen schützt.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, da­ durch gekennzeichnet, daß die der Oberflächenstruktur gegenüberliegende Oberfläche mit Richtungsgebern für Ultraschall aus Kunststoff versehen wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, da­ durch gekennzeichnet, daß die der Oberflächenstruktur gegenüberliegende Oberfläche mit einer Klebstoffschicht versehen wird.

29. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckschicht als flüssige Lackschicht aufgerakelt und anschließend gehärtet wird.

30. Datenträger, der wenigstens in einem Teilbereich eine lichtdurchlässige Kunststoffschicht umfaßt, welche zumindest in Teilbereichen eine Oberflächenstruktur in Form einer Linsenstruktur aufweist, und der Informatio­ nen in Form von Zeichen oder Mustern aufweist, die zu­ mindest teilweise durch die Oberflächenstruktur mit Hil­ fe eines Lasers eingebracht sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur mit der Ebene der Oberfläche des Datenträgers bündig abschließt.

31. Datenträger nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Kunststoff­ schicht über den gesamten Datenträger erstreckt.

32. Datenträger nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mit der Oberflächen­ struktur versehene Kunststoffschicht als selbsttragendes Einzelelement ausgeführt ist, welches mit dem Datenträ­ ger verbunden ist.

33. Datenträger nach Anspruch 32, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Datenträger eine Aus­ sparung aufweist, in welche das Einzelelement eingesetzt ist.

34. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur aus Zylinder- und/oder Kugellinsen besteht, welche in Form eines beliebigen Musters ange­ ordnet sind.

35. Datenträger nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kunststoffschicht eine verformbare Lackschicht ist und daß der Datenträger zusätzlich eine Kunststoffolie aufweist, welche direkt an die Kunststoffschicht angrenzt, und daß die Oberflä­ chenstruktur sowohl in der Kunststoffschicht als auch in der angrenzenden Folie vorliegt.

36. Sicherheitselement für Datenträger, wie Ausweiskar­ ten, Banknoten oder dergleichen, bestehend aus licht­ durchlässigem Kunststoff, der zumindest in Teilbereichen mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Linsenstruk­ tur versehen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Element als separates Einzelelement im Spritzguß gefertigt ist.

37. Endlosband mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Linsenstruktur zur Herstellung von Sicherheitsele­ menten für Datenträger, wie Ausweiskarten, Banknoten oder dergleichen, gekennzeichnet durch folgenden Schichtaufbau:

• - eine selbsttragende, lichtdurchlässige Kunststoffolie, welche mit der Oberflächenstruktur versehen ist,
• - einer über der Oberflächenstruktur angeordneten Trennschicht,
• - einer über der Trennschicht angeordneten Abdeck­ schicht, welche die Oberflächenstruktur beispiels­ weise während des Aufbewahrens und eventueller Stanzvorgänge vor Beschädigungen schützt.

38. Endlosband nach Anspruch 37, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die der Oberflächen­ struktur gegenüberliegende Oberfläche der Kunststoff­ schicht mit einer Klebstoffschicht und eventuell einer die Klebstoffschicht abdeckenden Silikonschicht versehen ist.

39. Endlosband nach Anspruch 37, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die der Oberflächen­ struktur gegenüberliegende Oberfläche mit Richtungsge­ bern für die Ultraschallverschweißung aus Kunststoff in Form von Noppen oder Streifen versehen ist.

40. Endlosband nach wenigstens einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschicht aus einer härtbaren Lackschicht besteht.

41. Vorrichtung zur Herstellung eines Datenträgers, der wenigstens in einem Teilbereich eine lichtdurchlässige Kunststoffschicht umfaßt, welche zumindest in Teilberei­ chen mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Linsen­ struktur versehen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung eine Vielzahl von Prägesta­ tionen aufweist, die wenigstens ein Prägewerkzeug umfas­ sen, und die beweglich gelagert sind, so daß die Präge­ stationen, nachdem sie mit den zumindest bezüglich ihres Schichtaufbaus fertiggestellten Datenträgern in Kontakt gebracht wurden, mit den Datenträgern für einen vorbe­ stimmten Zeitraum mitbewegt werden, um so die Oberflä­ chenstrukturen zu erzeugen.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede der Prägestationen eine eigene Heiz-/Kühlvorrichtung aufweist.

43. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorrichtung statio­ näre Heiz-/Kühlvorrichtungen aufweist, welche die Präge­ station zusammen mit dem Datenträger durchlaufen.

44. Vorrichtung nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Steuerung aufweist, welche die Heiz-/Kühlvorrichtung entsprechend einer vorgegebenen Temperaturkurve akti­ viert.

45. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägestationen kreisförmig angeordnet sind und auf die­ ser Kreisbahn umlaufen können.

46. Vorrichtung zur Herstellung eines Datenträgers, der wenigstens in einem Teilbereich eine lichtdurchlässige Kunststoffschicht umfaßt, welche zumindest in Teilberei­ chen mit einer Oberflächenstruktur in Form einer Linsen­ struktur versehen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung wenigstens eine Station mit einem spanabhebenden Werkzeug aufweist, welches mit dem zumindest bezüglich seines Schichtaufbaus fertiggestell­ ten Datenträger in Kontakt gebracht wird, um so das Oberflächenrelief zu erzeugen.

47. Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das spanabhebende Werk­ zeug ein Hobel oder eine Schleifeinrichtung ist.

48. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Luftkühleinrichtung aufweist, welche den zu bearbeiten­ den Datenträgerbereich kühlt.

49. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das spanabhebende Werk­ zeug eine Naßschleifeinrichtung ist.

50. Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das spanabhebende Werk­ zeug ein beheizter Profilmeißel ist.