EP1230094B1 - Verfahren zur aufbringung von farbigen zeichen auf einen datenträger vorzugsweise aus kunststoff und nach dem verfahren hergestellter datenträger - Google Patents

Verfahren zur aufbringung von farbigen zeichen auf einen datenträger vorzugsweise aus kunststoff und nach dem verfahren hergestellter datenträger Download PDF

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EP1230094B1
EP1230094B1 EP00983033A EP00983033A EP1230094B1 EP 1230094 B1 EP1230094 B1 EP 1230094B1 EP 00983033 A EP00983033 A EP 00983033A EP 00983033 A EP00983033 A EP 00983033A EP 1230094 B1 EP1230094 B1 EP 1230094B1
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EP
European Patent Office
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pigments
data carrier
latent
latent pigments
laser
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00983033A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1230094A2 (de
Inventor
Matthias Schumacher
Lothar Fannasch
Dirk Fischer
Michael Hennemeyer-Schwenker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unica Technology AG
Original Assignee
Orga Kartensysteme GmbH
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Publication date
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Publication of EP1230094A2 publication Critical patent/EP1230094A2/de
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Publication of EP1230094B1 publication Critical patent/EP1230094B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/009—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using thermal means, e.g. infrared radiation, heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser
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    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used

Definitions

  • the invention relates to a method for applying colored characters to a Disk preferably made of plastic according to the preamble of claim 1 and Claim 2 and a data carrier produced by this method according to claim Third
  • Data carriers are in various forms as chip cards for example in the form of credit cards, access authorization cards, bank cards and the like are known and are used in a wide variety of service areas used.
  • the data carriers are available for the various applications mostly an integrated circuit on the front, the so-called chip module and additionally or alternatively a magnetic stripe on the back of the data carrier.
  • Chip module as well as magnetic strips contain information electronically Type required for the application of the data carrier in the various service areas are necessary. The information on these components is only included Readable with the help of specially suitable devices. To map disks in addition, to be able to do it visually, it is desirable and usual, special data related to the cardholder readable on the Apply card.
  • DE 695 04 238 T2 discloses pigments which change their optical properties, in particular their color, when irradiated with laser light.
  • latent pigments are used which change from almost colorless or weakly colored to the colored state by irradiation with laser light in the IR (infrared) and / or visible range. Fading of latent pigments with light in the UV range (ultraviolet range) is also not described in DE 695 04 238 T2.
  • EP 0 190 997 A2 mentions a film which is produced using 1,4-diketo-3,6-di-parachlorophenyl-pyrrolo- [3,4-c] pyrrole pigments was produced. at When this film is irradiated with an Nd: YAG pulse laser, black lettering is created with good contrast. First of all, these are not latent ones Pigments, since the film has a red color from the start, and secondly only achieved a blackening. So it is a carbonization process.
  • DE 39 01 988 A1 describes a chemical compound which crystallizes from organic solvents in an orange modification and which, when heated, converts to a yellow modification. Since there is a colored initial modification here, it is not a latent pigment. This means that no color change from colorless or slightly colored to colored is possible here either.
  • JP-A-08 187 939 becomes a laminated magnetic stripe card and a method of making it described, which consists of several layers.
  • a laser beam in the IR wavelength range is through the transparent, for the wavelength of the laser beam permeable, protective layer of such a magnetic stripe card on the infrared absorbing Layer of such a magnetic stripe card forwarded.
  • this infrared absorbing Layer contains an infrared absorbing agent which is used in the absorption of infrared Laser light reacts exothermically. Light energy is thus in this infrared absorbing layer converted into thermal energy. This thermal energy ensures that in the, under the arranged infrared absorbing layer, heat-sensitive color layer Dye developed a color. After that, the entire surface of the Magnetic stripe card irradiated with UV light. Here the exothermic reaction of the infrared goes absorbent lost and afterwards the heat-sensitive layer cannot more their color can be changed by a laser in the IR wavelength range.
  • EP-A-0 296 289 describes a diazo imaging material to generate multi-color images using a Variety of infrared rays with different Wavelengths.
  • This photosensitive material has a variety capsules that are meltable by heat and that Contain infrared absorbent. After imaging is done the material is irradiated with UV light to fix the pictures.
  • an organic material is known from EP 0 327 508 A2 which is used for an a bleachable additive consisting of at least one azo and / or indanthrone pigment and secondly a non-bleaching compound consisting of at least one inorganic and / or organic pigment and / or a polymer-soluble dye. So there is no latent Pigment but a combination of a bleachable fabric and a non-bleachable pigment used. To create a contrast between one To ensure bleached and unbleached area, it is with this material necessary to cover the non-bleachable pigment. So the user is limited to dark shades for covering the non-bleachable pigment.
  • the invention is therefore based on the object of a method for application to provide colored characters on data carriers, preferably made of plastic, that is simple and inexpensive and, moreover, unprecedented security against forgery against unauthorized manipulation of the data on a data carrier provides legible information.
  • the object is achieved in that in a first method step into a surface layer or near-surface layer of the data carrier introduced latent pigments, in which a change due to energetic stimulation the absorption behavior of the pigments takes place on the not for the character representation provided points by irradiation with light waves in the UV wavelength range energetically stimulated in such a way that Pigments a colorlessness of the previously latent pigments is brought about and that in a second step of the process for the display of characters intended locations in the surface layer arranged latent pigments energized by laser radiation in such a way that the latent ones Pigments change color.
  • the latent pigments are inexpensively combined in different ways Letting data media be implemented results in a particularly cost-effective way Manufacturing process for the colored labeling or marking of a data carrier such as a chip card, in which the previously common multi-layered, complex Structure with different layers of paint can be omitted.
  • the latent Pigments are, for example, diketo-pyrrolo-pyrroles, which result from a Repigment thermal excitation in diketo-pyrrolo-pyrrole system dyes. In In the unirradiated state, such latent pigments are mostly colorless or weak coloured. Only through energetic stimulation are the pigments activated and so the desired color change is brought about to a strong, clearly visible color.
  • the colored characters produced on a data carrier are added to the laser radiation the second downstream method step connected to a data carrier.
  • the second process step described makes the property of latent pigments take advantage of the fact that through different energetic stimulation a different one Color change of the latent pigments can be brought about. Is thus after the Application of the colored characters, letters or other patterns of the data carriers Irradiated with UV light over a large area, they have not yet changed energetically affected latent pigments in their colorless status. This conversion is as irreversible as the application of colored characters described above with the help of laser radiation. Thus, all are for a labeling option provided latent pigments after carrying out the second process step been converted and therefore unchangeable, so another possible radiation to apply additional characters on the data carrier by means of of a laser system or by other energetic stimulation Result would result in a possible destruction of the data carrier.
  • the second step of the process increases the security against forgery on the data carriers applied colored characters thus increased to an extent that was previously the case was technically not possible.
  • the Surface layer of the data medium introduced latent pigments on the not for the characters provided by irradiation with light waves energetically stimulated in the UV wavelength range in such a way that Pigments a colorlessness of these pigments is brought about.
  • those provided for the character display Put latent pigments arranged in the surface layer through Appropriate laser radiation energized so that with these pigments a color change takes place in a visually clearly visible color.
  • the invention also relates to one according to the invention described above Processed data carrier with a data carrier body, in which to solve the task latent pigments in at least one sub-layer of the Data carrier body are arranged so that radiation by means of a laser system and UV radiation energetically stimulates the latent pigments causes.
  • the latent pigments can correspond to the features of the subclaims 4 to 8 in different ways in or on the disk body be arranged.
  • the latent ones Arrange pigments in a cover film applied to the outer surface of the data carrier.
  • Such films can be easily and inexpensively produce and connect to the disk body just as inexpensively.
  • the foils provided with the latent pigments additionally is attached to the data carrier with a cover film covering this, so that the layer provided with the latent pigments has a direct mechanical Access is withdrawn.
  • the latent pigments into a coating system, wherein the coating system, for example, a paint application or a Adhesion promoter order can provide during the production of data carriers.
  • the Paint or adhesion promoter is applied in the usual way by sieve, Offset, pad printing or corresponding roller application, whereby of course a full surface a partial application of the lacquer is also conceivable, so that only certain ones Areas of the data carrier surface for one according to the invention Processed colored marking can be provided.
  • the latent pigments can also be in an overlay layer and / or in a through the overlay layer covered layer close to the surface.
  • the material of the data carrier before the shaping process for the data carrier body for example by injection molding, to be enriched with the latent pigments.
  • the entire card body can be enriched with the latent pigments or it can be determined with the help of multi-component injection molding technology Parts of the carrier body from the enriched with the latent pigments Material are made.
  • Signs are not just letters, numbers, special characters, logos, etc. to understand, but also patterns, pictures or photographs.
  • the data carrier body shown in FIG. 1 in the form of a chip card essentially consists from two core foils 1 and 2, on the top and bottom of the disk transparent cover films 3, 4, 5 and 6 are applied.
  • An embodiment is located between the cover films 5 and 6, a coating layer 7, consisting of an adhesive or varnish, in which the latent pigments are implemented.
  • the lacquer or adhesive layer 7 is thus on the one hand protected under the immediate surface of the disk, but can be protected by Laser irradiation through the transparent cover film 6 are energized, so that an energetic stimulation of the latent pigments is possible, which changes color of the pigments at the irradiated areas.
  • another high-energy, highly concentrated Light source can be used that emits light in the visible or IR range. It is it may be necessary to use optical filters that have interfering wavelengths eliminate.
  • Lamps or UV lasers can be used as light sources for the UV radiation. If necessary, interfering wavelengths of these light sources with optical Filtered out.
  • the latent pigments can also be in at least one cover sheet 3, 4, 5, 6 be included.
  • the data carrier body shown in FIG. 2 is an injection molding technique produced variant of a chip card.
  • the chip card body consists of essentially of a core layer 11 with over it on both flat sides of the carrier body arranged film layers.
  • the data carrier body of this design variant is manufactured in the so-called 2K injection molding process and has one second core layer 12 enriched with latent pigments. Above these two Core layers 11 and 12, further cover foils 13, 14 and 15 are attached, whereby for Production of the colored characters, the cover layers 14 and 15 carried out transparently must be provided that the core layer 12 is enriched with the latent pigments.
  • the data carrier body to be provided with labels or stamping foils 16, 17.
  • stamping foils 16, 17 are in an upstream manufacturing process with latent pigments and then arranged on or in the data carrier.
  • FIG. 3 shows which change in the absorption behavior in the case of a latent pigment is brought about by irradiation with light of different wavelengths (in this case on the one hand light with laser wavelength ⁇ E 1 and on the other hand light in the UV wavelength range ⁇ E 2 ).
  • the absorption curve of the "inactive pigment” shown in dashed lines indicates no absorption capacity in the visible spectral range, which means that this pigment is perceived as colorless.
  • the absorption behavior of the "latent pigment” shown as the third solid curve is influenced by the different wavelengths ⁇ E 1 and ⁇ E 2 in such a way that the absorption behavior is present or not in the visible spectrum and that a subsequent change in the absorption capacity due to renewed irradiation with light of any wavelength is not is possible.
  • the chemical compound according to FIG. 4 is suitable as a possible latent pigment.
  • the colored chemical compound shown in FIG. 5 is formed from this compound by laser irradiation.
  • the latent pigment according to FIG. 4 is characterized by a pale yellow color. This latent pigment is cleaved back at a temperature of approx. 260 ° C., and the pigment according to FIG. 5 is formed, which is distinguished by a brilliant red color, Color Index: PR254.
  • a plastic card with core films 1, 2 made of polycarbonate is used as the data carrier body, which contains a screen printing lacquer based on polyurethane with an admixture of 5% latent pigment content in a coating layer 7.
  • the coating layer 7 of the screen printing lacquer mixed with latent pigments is 10 ⁇ m thick. This layer is covered with a transparent cover film 6.
  • the laser beam source which triggers the conversion of the latent pigment into the red pigment, is a tunable, pulsed OPO laser, which in this example emits radiation with a wavelength of 430 nm.
  • the pulse energy of the laser radiation is 60 mJ and the pulse frequency is 1 kHz.
  • the laser beam passes through a lens system that focuses the beam.
  • the diameter of the laser beam in the focus is 100 ⁇ m.
  • the laser system is arranged in such a way that the laser beam penetrates the cover film 6 approximately at a right angle in the focus area and then strikes the lacquer layer mixed with latent pigments.
  • the laser beam is moved at a speed of 10 cm / s at right angles to the coating layer 7 of the data carrier body.
  • the area of the lacquer layer 7 which was exposed to the laser radiation has assumed a clearly visible red color.
  • the unirradiated area still has the pale yellow color of the latent pigment.
  • the surface layer 6 of the data carrier body arranged at the bottom in FIG. 1 is now irradiated with the light of a xenon arc lamp with at least 0.35 W / m 2 .
  • the xenon arc lamp emits light with a wavelength of 340 nm. This UV radiation penetrates the transparent cover film 6 and brings about a clear bleaching of the latent pigments in the coating layer 7, which is manifested by the loss of the pale yellow background color of the data carrier body.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung von farbigen Zeichen auf einen Datenträger vorzugsweise aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und Anspruch 2 sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Datenträger gemäß Anspruch 3.
Datenträger vorzugsweise aus Kunststoff sind in vielfältiger Ausgestaltung als Chipkarten beispielsweise in Form von Kreditkarten, Zugangsberechtigungskarten, Bankkarten und dergleichen bekannt und werden in den verschiedensten Dienstleistungsbereichen eingesetzt. Für die verschiedenen Anwendungsfälle besitzen die Datenträger zumeist auf der Vorderseite einen integrierten Schaltkreis, das sogenannte Chipmodul sowie zusätzlich oder alternativ auf der Rückseite des Datenträgers einen Magnetstreifen. Chipmodul als auch Magnetstreifen beinhalten Informationen elektronischer Art, die für die Anwendung des Datenträgers in den verschiedenen Dienstleistungsbereichen notwendig sind. Die Informationen auf diesen Bauteilen sind nur mit Hilfe von dafür speziell geeigneten Geräten lesbar. Um eine Zuordnung von Datenträgern darüber hinaus auf visuelle Weise vornehmen zu können, ist es wünschenswert und üblich, spezielle auf den Karteninhaber bezogene Daten lesbar auf der Karte aufzubringen. Diese Daten in Form von Buchstaben, Zahlen, Bildern und/oder Mustern müssen so ausgebildet sein, dass sie in größtmöglichem Maße gegen Fälschung und Verfälschung geschützt sind. Andererseits sollte der Verfälschungsschutz einfach und kostengünstig herstellbar sein, da es sich bei den Datenträgern um Massenartikel handelt.
Verfahren zur Aufbringung derartiger Zeichen auf Datenträgern können nach folgenden unterschiedlichen Arbeitsweisen vonstatten gehen. Die Aufbringung von schwarzen Zeichen erfolgt gemäß dem Stand der Technik dadurch, dass mit Hilfe eines Lasersystems Buchstaben, Zahlen oder Muster in die Oberfläche der entsprechenden Datenträger eingebrannt werden. Der Farbumschlag geht hierbei mit der Karbonisierung einher. Farbige Markierungen lassen sich auf diese Weise nicht herstellen. Für farbige Zeichen ist es vielmehr notwendig, die Datenträger mit u. U. mehreren übereinander liegenden farbigen Schichten auszustatten, die dann in einem zweiten Verfahrensschritt bei der Personalisierung der Datenträger durch ein Lasersystem bis zu der Tiefe abgetragen werden, in der die jeweilige gewünschte farbige Schicht innerhalb der Datenträger angeordnet ist.
Bekannt ist, dass bestimmte Pigmente unter dem Einfluß von Lichtstrahlung irreversibel ihre Farbe verändern.
So sind aus der DE 695 04 238 T2 Pigmente bekannt, die durch die Bestrahlung mit Laser-Licht ihre optischen Eigenschaften, insbesondere ihre Farbe verändern. Allerdings findet sich in dieser Patentschrift kein Hinweis darauf, dass latente Pigmente verwendet werden, die durch Bestrahlung mit Laser-Licht im IR-Bereich (infrarotem Bereich) und / oder sichtbaren Bereich von nahezu farblos oder schwach farbig in den Zustand farbig wechseln. Auch ein Ausbleichen latenter Pigmente mit Licht im UV-Bereich (ultraviolettem Bereich) ist in der DE 695 04 238 T2 nicht beschrieben.
In der EP 0 190 997 A2 wird eine Folie genannt, die unter Verwendung von 1,4-Diketo-3,6-di-parachlorphenyl-pyrrolo-[3,4-c]pyrrol-Pigmenten hergestellt wurde. Bei der Bestrahlung dieser Folie mit einem Nd:YAG-Pulslaser entsteht eine schwarze Beschriftung mit gutem Kontrast. Hierbei handelt es sich aber erstens nicht um latente Pigmente, da die Folie von Anfang an eine rote Färbung aufweist, und zweitens wird lediglich eine Schwärzung erreicht. Es handelt sich also um einen Karbonisierungsprozeß.
In der DE 39 08 312 A1 werden Diketopyrrolopyrrole beschrieben, die beim Auskristallisieren Lösungsmittel mit einschließen und dabei stark fluoreszierend werden. Bei höheren Temperaturen wird das Lösungsmittel wieder abgegeben und dadurch die Fluoreszenz aufgehoben. Mit diesen Diketopyrrolopyrrolen ist somit kein durch Lichtstrahlung hervorgerufener Farbumschlag von farblos oder schwach farbig nach farbig möglich.
In der DE 39 01 988 A1 wird ein chemische Verbindung beschrieben, die aus organischen Lösungsmitteln in einer orangefarbenen Modifikation kristallisiert und sich bei Erhitzung in eine gelbe Modifikation umwandelt.
Da hier eine farbige Ausgangsmodifikation vorliegt, handelt es sich nicht um ein latentes Pigment. Somit ist auch hier kein Farbumschlag von farblos oder schwach farbig nach farbig möglich.
In der DE 39 17 294 A1 werden Zuschlagstoffe genannt, die bei im IR- und/oder UV-Spektralbereich ein großes Absorptionsvermögen haben. Durch diese Zuschlagstoffe ist zwar eine Beschriftung mittels IR- und/oder UV-Laser-Strahlung möglich, jedoch werden keine latenten Pigmente verwendet, sondern nur darauf verwiesen, dass die Zuschlagstoffe mit Pigmenten und/oder Farbstoffen beliebig einfärbbar sind.
In der JP-A-08 187 939 wird eine laminierte Magnetstreifenkarte und eine Methode zu deren Herstellung beschrieben, die aus mehreren Schichten besteht. Ein Laserstrahl im IR-Wellenlängenbereich wird durch die durchsichtige, für die Wellenlänge des Laserstrahls durchlässige, Schutzschicht einer solchen Magnetstreifenkarte auf die infrarot absorbierende Schicht einer solchen Magnetstreifenkarte weitergeleitet. In dieser infrarot absorbierenden Schicht ist ein infrarot absorbierendes Mittel enthalten, das bei der Absorbtion von infrarotem Laserlicht exotherm reagiert. In dieser infrarot absorbierenden Schicht wird also Lichtenergie in Wärmeenergie umgewandelt. Diese Wärmeenergie sorgt dafür, dass in der, unter der infrarot absorbierenden Schicht angeordneten, wärmeempfindlichen Farbschicht ein Farbstoff eine Farbe entwickelt. Danach wird die gesamte Oberfläche der Magnetstreifenkarte mit UV- Licht bestrahlt. Hierbei geht die exotherme Reaktion des infrarot absorbierenden Mittels verloren und es kann danach die wärmeempfindliche Schicht nicht mehr bezüglich ihrer Farbe durch einen Laser im IR-Wellenlängenbereich verändert werden.
EP-A-0 296 289 beschreibt ein Diazobildgebungsmaterial zur Erzeugung von Mehrfarbbilden unter Verwendung einer Vielzahl von Infrarotstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen. Dieses photosensitive Material weist eine Vielzahl von Kapseln, die durch Wärme schmelzbar sind und die Infrarot-Absorptionsmittel enthatten, auf. Nach Bilderzeugung wird das Material bestrahlt mit UV-Licht um die Bilder zu fixieren.
Schließlich ist aus der EP 0 327 508 A2 ein organisches Material bekannt, das zum einen einen ausbleichbaren Zusatzstoff, bestehend aus mindestens ein Azo - und/oder Indanthronpigment und zum anderen eine nicht ausbleichende Verbindung bestehend aus mindestens einem anorganischen und/oder organischen Pigment und/oder einem polymerlöslichen Farbstoff enthält. Hierbei wird also kein latentes Pigment sondern eine Kombination aus einem ausbleichbaren Stoff und einem nichtausbleichbaren Pigment verwendet. Um einen Kontrast zwischen einem gebleichtem und ungebleichtem Bereich sicherzustellen, ist es bei diesem Material notwendig, das nichtausbleichbare Pigment zu überdecken. Somit ist der Anwender auf dunkle Farbtöne für die Überdeckung des nichtausbleichbaren Pigmentes eingeschränkt.
Die genannten Verfahren sind im Hinblick auf die Fälschungssicherheit durch nachträgliche Manipulation der Zeichen relativ unbefriedigend, da natürlich der autorisierten Personalisierung der Karte durch beispielsweise eine Kombination aus Zahlen und Buchstaben zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt mit Hilfe eines geeigneten Lasersystems eine unautorisierte Veränderung dieser Daten folgen kann. Um die Fälschungssicherheit zu erhöhen, sind zwar Möglichkeiten bekannt geworden, verschiedene Sicherungsmerkmale, wie z. B. mit Infrarotlicht lesbare im Inneren der Datenträgerkarte eingebettete Codierungen, holographische Speichermethoden und dergleichen auf der Karte anzubringen. Derartige Techniken haben aber den großen Nachteil, dass sie zum einen ohne aufwendige Hilfsmittel nicht überprüfbar sind und zum anderen natürlich trotzdem eine Manipulation der Zeichen zur Personalisierung der Karten vorgenommen werden kann.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbringung von farbigen Zeichen auf Datenträgern vorzugsweise aus Kunststoff bereitzustellen, das einfach und kostengünstig ist und darüber hinaus eine bislang nicht gekannte Fälschungssicherheit gegen unbefugte Manipulation der auf einem Datenträger visuell lesbar vorhandenen Informationen bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in eine Oberflächenschicht oder oberflächennahe Schicht des Datenträgers eingebrachte latente Pigmente, bei denen durch energetische Anregung eine Änderung des Absorptionsverhaltens der Pigmente erfolgt, an den für die Zeichen vorgesehenen Steilen des Datenträgers durch Laserbestrahlung energetisch dergestalt angeregt werden, dass bei den Pigmenten ein Farbumschlag stattfindet und dass nach dem Farbumschlag der bestrahlten latenten Pigmente die nicht durch Laserbestrahlung angeregten Pigmente durch eine Bestrahlung mit Lichtwellen im UV-Wellenlängenbereich energetisch dergestalt angeregt werden, dass bei den so bestrahlten Pigmenten eine Farblosigkeit der Pigmente herbeigeführt wird.
Darüberhinaus wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in einem ersten Verfahrensschritt in eine Oberflächenschicht oder oberflächennahen Schicht des Datenträgers eingebrachte latente Pigmente, bei denen durch energetische Anregung eine Änderung des Absorptionsverhaltens der Pigmente erfolgt, an den nicht für die Zeichendarstellung vorgesehenen Stellen durch eine Bestrahlung mit Lichtwellen im UV-Wellenlängenbereich energetisch dergestalt angeregt werden, dass bei den so bestrahlten Pigmenten eine Farblosigkeit der vorher latenten Pigmente herbeigeführt wird und dass in einem zweiten Verfahrensschritt die an den für die Zeichendarstellung vorgesehenen Stellen in der Oberflächenschicht angeordneten latenten Pigmente durch Laserbestrahlung energetisch dergestalt angeregt werden, dass bei den latenten Pigmenten ein Farbumschlag stattfindet.
Da die latenten Pigmente sich auf unterschiedliche Art und Weise kostengünstig in einen Datenträger implementieren lassen, ergibt sich ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren für die farbige Beschriftung oder Markierung eines Datenträgers wie beispielsweise einer Chipkarte, bei der der bislang übliche mehrschichtige, aufwendige Aufbau mit unterschiedlichen Farbschichten entfallen kann. Bei den latenten Pigmenten handelt es sich beispielsweise um Diketo-pyrrolo-pyrrole, die infolge einer thermischen Anregung in Diketo-pyrrolo-pyrrol-Systemfarbstoffe repigmentieren. In unbestrahltem Zustand sind derartige latente Pigmente zumeist farblos oder schwach farbig. Erst durch die energetische Anregung werden die Pigmente aktiviert und es wird der gewünschte Farbumschlag hin zu einem kräftigen, gut sichtbaren Farbton bewirkt. Diese energetische Anregung lässt sich zur Aufbringung von Zahlen und Buchstaben am einfachsten mit Hilfe eines Lasersystems durchführen. Ist ein Farbumschlag infolge der Laserlichtbestrahlung erfolgt, so ist dieser Vorgang irreversibel, d. h. eine nachträgliche Veränderung der Pigmente durch weitere Bestrahlung ist nicht mehr möglich. In Bezug auf die Fäfschungssicherheit ist darüber hinaus zu beachten, dass die latenten Pigmente im Inneren der Datenträger angeordnet sein können, sofern eine Bestrahlung durch darüber liegende transparente Schutzschichten möglich ist. Somit lassen sich die durch Farbumschlag hergestellten farbigen Markierungen auch nicht später durch mechanische oder chemische Bearbeitung beseitigen, ohne die Datenträger im Ganzen unbrauchbar zu machen.
Um die Fälschungssicherheit der mit dem erfindungsgemäßen ersten Verfahrensschritt hergestellten farbigen Zeichen auf einen Datenträger zu erhöhen, wird an die Laserbestrahlung eines Datenträgers der zweite nachgeschalteten Verfahrensschritt angeschlossen.
Der beschriebene zweite Verfahrensschritt macht sich die Eigenschaft latenter Pigmente zunutze, dass durch verschiedene energetische Anregung ein unterschiedlicher Farbumschlag der latenten Pigmente herbeigeführt werden kann. Wird somit nach der Aufbringung der farbigen Zeichen, Buchstaben oder sonstigen Mustern der Datenträger großflächig mit UV-Licht bestrahlt, so wandeln sich die bislang noch nicht energetisch beeinflussten latenten Pigmente in ihren farblosen Status um. Diese Umwandlung ist ebenso irreversibel wie die weiter oben beschriebene Aufbringung von farbigen Zeichen mit Hilfe einer Laserbestrahlung. Somit sind sämtliche für eine Beschriftungsmöglichkeit vorgesehenen latenten Pigmente nach Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes umgewandelt worden und daher unveränderbar, so dass eine weitere mögliche Bestrahlung zur Aufbringung weiterer Zeichen auf dem Datenträger mittels eines Lasersystems oder durch andere energetische Anregung kein visuell sichtbares Ergebnis außer einer möglichen Zerstörung des Datenträgers nach sich ziehen würde. Durch den zweiten Verfahrensschritt wird die Fälschungssicherheit der auf den Datenträgern aufgebrachten farbigen Zeichen somit in einem Maße erhöht, wie es bislang technisch nicht möglich war. Darüber hinaus sind natürlich die bereits oben beschriebenen Vorteile einer leichten Einbettung der latenten Pigmente in den Datenträgerkörper möglich.
Natürlich ist es auch denkbar, die beschriebenen Verfahrensschritte in umgekehrter Reihenfolge durchzuführen. Dabei werden in einem ersten Verfahrensschritt die in eine Oberflächenschicht der Datenträger eingebrachten latenten Pigmente an den nicht für die Zeichendarstellung vorgesehenen Stellen durch eine Bestrahlung mit Lichtwellen im UV-Wellenlängenbereich energetisch dergestalt angeregt, dass bei den so bestrahlten Pigmenten eine Farblosigkeit dieser Pigmente herbeigeführt wird. Danach werden in einem zweiten Verfahrensschritt die an den für die Zeichendarstellung vorgesehenen Stellen in der Oberflächenschicht angeordneten latenten Pigmente durch entsprechende Laserbestrahlung energetisch so angeregt, dass bei diesen Pigmenten ein Farbumschlag in eine visuell deutlich sichtbare Farbe stattfindet.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen nach dem oben geschilderten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Datenträger mit einem Datenträgerkörper, bei dem zur Lösung der Aufgabenstellung latente Pigmente in mindestens einer Teilschicht des Datenträgerkörpers so angeordnet sind, dass eine Bestrahlung mittels eines Lasersystems und eine UV- Bestrahlung eine energetische Anregung der latenten Pigmente bewirkt.
Die latenten Pigmente können hierbei entsprechend den Merkmalen der Unteransprüche 4 bis 8 auf unterschiedliche Art und Weise im oder auf dem Datenträgerkörper angeordnet sein.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es beispielsweise möglich, die latenten Pigmente in einer auf der Datenträgeraußenfläche aufgebrachten Deckfolie anzuordnen. Derartige Folien lassen sich auf einfache und kostengünstige Art und Weise herstellen und ebenso kostengünstig mit dem Datenträgerkörper verbinden. Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die mit den latenten Pigmenten versehenen Folien zusätzlich mit einer diese abdeckenden Deckfolie auf dem Datenträger angebracht wird, so dass die mit den latenten Pigmenten versehene Schicht einem direkten mechanischen Zugriff entzogen ist.
Darüber hinaus ist es denkbar, die latenten Pigmente in ein Beschichtungssystem einzuarbeiten, wobei das Beschichtungssystem beispielsweise einen Lackauftrag oder einen Haftvermittlerauftrag während der Datenträgerproduktion vorsehen kann. Der Lack- oder Haftvermittlerauftrag erfolgt hierbei in an sich üblicher Weise durch Sieb-, Offset-, Tampondruck oder entsprechenden Walzenauftrag, wobei natürlich ein vollflächiger als auch ein teilflächiger Auftrag des Lacks denkbar ist, so dass auch nur bestimmte Bereiche der Datenträgeroberfläche für eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte farbige Markierung vorgesehen werden können.
Die latenten Pigmente können auch in einer Overlay-Schicht und/oder in einer durch die Overlay-Schicht abgedeckten oberflächennahen Schicht angeordnet sein.
Eine alternative Art der Anbringung der latenten Pigmente in einen Datenträger sieht vor, das Material der Datenträger vor dem formgebenden Vorgang für den Datenträgerkörper, beispielsweise durch Spritzgießen, mit den latenten Pigmenten anzureichern. Dabei kann der gesamte Kartenkörper mit den latenten Pigmenten angereichert sein oder es können mit Hilfe der Mehrkomponenten-Spritzgußtechnik bestimmte Teile des Trägerkörpers aus dem mit den latenten Pigmenten angereicherten Material hergestellt werden.
Alle oben geschilderten Möglichkeiten des Datenträgeraufbaus stellen eine einfache und kostengünstige Möglichkeit dar, die latenten Pigmente, welche für die Aufbringung farbiger Zeichen auf Datenträgern notwendig sind, in oder auf der Datenträger zu implementieren.
Unter Zeichen sind hierbei nicht nur Buchstaben, Ziffern, Sonderzeichen, Logos u.ä. zu verstehen, sondern auch Muster, Bilder oder Fotografien.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Datenträger anhand von Schnittdarstellungen des Datenträgernkörpers näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1
einen Querschnitt durch einen aus mehreren Schichten im Compound-Verfahren hergestellten Datenträgernkörper und
Figur 2
einen Querschnitt durch einen im Spritzgussverfahren hergestellten Datenträgernkörper und
Figur 3
ein schematisches Diagramm des Absorptionsverhaltens eines latenten Pigmentes in Abhängigkeit der Wellenlänge des Lichtes, mit dem dieses bestrahlt wird.
Figur 4
eine Strukturformel für ein Beispiel eines latenten Pigments: N,N'-bis-iso-pentoxycarbonyl-1,4-diketo-3,6-di-(chlorophenyl)pyrrolo[3,4-c]pyrrol
Figur 5
eine Strukturformel für ein Beispiel eines Pigmentes: 1,4-diketo-3,6-di-(chlorophenyl)pyrrolo[3,4-c]pyrrol
Der in Figur 1 dargestellte Datenträgerkörper in Form einer Chipkarte besteht im wesentlichen aus zwei Kernfolien 1 und 2, auf die an der Ober- und Unterseite des Datenträgers transparente Deckfolien 3, 4, 5 und 6 aufgebracht sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich zwischen den Deckfolien 5 und 6 eine Beschichtungsschicht 7, bestehend aus einem Klebstoff oder Lack, in die die latenten Pigmente implementiert sind. Die Lack- oder Klebstoffschicht 7 befindet sich somit zum einen geschützt unter der unmittelbaren Oberfläche des Datenträgers, kann jedoch durch Laserbestrahlung durch die transparente Deckfolie 6 mit Energie beaufschlagt werden, so dass eine energetische Anregung der latenten Pigmente möglich ist, die einen Farbumschlag der Pigmente an den bestrahlten Stellen bewirkt.
Alternativ zur Laserstrahlquelle kann eine andere energiereiche stark gebündelte Lichtquelle genutzt werden, die Licht im sichtbaren oder IR-Bereich emittiert. Dabei ist es gegebenenfalls notwendig, optische Filter einzusetzen, die störende Wellenlängen eliminieren.
Als Lichtquellen für die UV-Strahlung können Lampen oder UV-Laser eingesetzt werden. Gegebenenfalls werden störende Wellenlängen dieser Lichtquellen mit optischen Filtern herausgefiltert.
An der gegenüberliegenden Oberflächenseite des Datenträgers ist zum einen analog dem oben geschilderten Aufbau zwischen den Deckfolien 3 und 4 eine Beschichtungsschicht 8 angeordnet, darüber hinaus befindet sich zwischen der innen liegenden Deckfolie 4 und der Kernfolie 1 eine weitere Beschichtungsschicht 9, so dass bei diesem Aufbau in die Beschichtungsschichten 8 und 9 unterschiedliche latente Pigmente implementiert werden können, um auf diese Weise verschiedenfarbige Zeichen herstellen zu können.
Alternativ können die latenten Pigmente auch in mindestens einer Deckfolie 3, 4, 5, 6 enthalten sein.
Natürlich ist es ebenfalls denkbar, in das Material der Kernfolien 1, 2 oder der Deckfolien 3, 4, 5, 6 latente Pigmente einzubringen, und diese dann zu einem Datenträgerkörper zu verpressen. Wenn die latenten Pigmente in der Kernfolien 1, 2 lokalisiert sind, ist es auch möglich, auf Deckfolien teilweise oder gänzlich zu verzichten.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Datenträgerkörper handelt es sich um eine in Spritzgusstechnik hergestellte Variante einer Chipkarte. Der Chipkartenkörper besteht im wesentlichen aus einer Kernschicht 11 mit darüber zu beiden Flachseiten des Trägerkörpers angeordneten Folienschichten. Der Datenträgerkörper dieser Ausgestaltungsvariante ist im sogenannten 2K-Spritzgussverfahren hergestellt und besitzt eine mit latenten Pigmenten angereicherte zweite Kernschicht 12. Über diesen beiden Kernschichten 11 und 12 sind weitere Deckfolien 13, 14 und 15 angebracht, wobei zur Herstellung der farbigen Zeichen die Deckschichten 14 und 15 transparent ausgeführt sein müssen, sofern die Kernschicht 12 mit den latenten Pigmenten angereichert ist.
Aus der Figur 2 ist darüber hinaus eine Möglichkeit ersichtlich, den Datenträgerkörper mit Labeln oder Prägefolien 16, 17 zu versehen. Diese Prägefolien 16, 17 werden in einem vorgeschalteten Herstellprozess mit latenten Pigmenten versehen und danach auf oder in dem Datenträger angeordnet.
Natürlich ist es auch bei einem im Spritzgussverfahren hergestellten Datenträgerkörper der Figur 2 denkbar, diesen mit durch latente Pigmente angereicherten Lack - oder Klebstoffschichten zu versehen, um auf diese Weise die latenten Pigmente in den Datenträger einzubringen, mit deren Hilfe eine farbige Beschriftung von diesen ermöglicht wird.
In Figur 3 ist verdeutlicht, welche Veränderung des Absorptionsverhaltens bei einem latenten Pigment durch Bestrahlung mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge (in diesen Fall einerseits Licht mit Laserwellenlänge ΔE1 und andererseits Licht im UV-Wellenlängenbereich ΔE2) herbeigeführt wird.
Betrachtet man die punktiert dargestellte Linie des "Aktiven Pigmentes", so ist dessen Absorptionsverhalten im sichtbaren Spektralbereich hoch, d. h. die Farbgebung des Pigmentes ist visuell deutlich wahrnehmbar.
Demgegenüber wiest die gestrichelt dargestellte Absorptionskurve des "Inaktiven Pigmentes" im sichtbaren Spektralbereich kein Absorptionsvermögen auf, was bedeutet, dass dieses Pigment als farblos wahrgenommen wird.
Das als dritte durchgezogene Kurve dargestellte Absorptionsverhalten des "Latenten Pigmentes" wird durch die verschiedenen Wellenlängen ΔE1 und ΔE2 dahingehend beeinflußt, dass das Absorptionsverhalten im sichtbaren Spektrum vorhanden ist oder nicht und dass eine nachträgliche Änderung des Absorptionsvermögens durch neuerliche Bestrahlung mit Licht beliebiger Wellenlänge nicht möglich ist.
Im Folgenden wird ein Beispiel für eine mögliche Ausführung der Erfindung aufgezeigt. Als ein mögliches latentes Pigment eignet sich die chemische Verbindung gemäß Figur 4. Aus dieser Verbindung entsteht durch Laserbestrahlung die in Figur 5 dargestellte farbige chemische Verbindung. Das latente Pigment gemäß Figur 4 zeichnet sich durch eine schwach gelbe Färbung aus. Bei einer Temperatur von ca. 260 °C wird dieses latente Pigment zurückgespaltet, und es entsteht das Pigment gemäß Figur 5, welches sich durch eine brillante rote Färbung, Color Index: P.R.254, auszeichnet. Als Datenträgerkörper wird in diesem Beispiel eine Plastikkarte mit Kernfolien 1, 2 aus Polycarbonat verwendet, die in einer Beschichtungsschicht 7 einen Siebdrucklack auf Polyurethanbasis mit einer Beimischung von 5% Latentpigmentanteil enthält. Die Beschichtungsschicht 7 des mit latenten Pigmenten vermischten Siebdrucklackes ist 10 µm dick. Diese Schicht ist mit einer transparenten Deckfolie 6 überdeckt. Die Laserstrahlquelle, die die Umwandlung des latenten Pigmentes in das rote Pigment auslöst, ist ein durchstimmbarer gepulster OPO-Laser, der in diesem Beispiel Strahlung mit einer Wellenlänge von 430 nm emittiert. Die Pulsenergie der Laserstrahlung beträgt 60 mJ und die Pulsfrequenz 1 kHz. Der Laserstrahl durchläuft ein Linsensystem, das den Strahl fokussiert. Der Durchmesser des Laserstrahls im Fokus beträgt 100 µm. Das Lasersystem wird so angeordnet, dass der Laserstrahl annähernd im Fokus-Bereich im rechten Winkel die Deckfolie 6 durchdringt und danach auf die mit latenten Pigmenten vermischte Lackschicht trifft. Der Laserstrahl wird mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/s im rechten Winkel zur Beschichtungsschicht 7 des Datenträgerkörpers bewegt. Der Bereich der Lackschicht 7, der hierbei der Laserstrahlung ausgesetzt war, hat eine deutlich sichtbare rote Farbe angenommen. Der unbestrahlte Bereich hat zu diesem Zeitpunkt immer noch die schwach gelbe Färbung des latenten Pigmentes. Es wird nun die in Figur 1 unten angeordnete Oberflächenschicht 6 des Datenträgerkörpers mit dem Licht einer Xenon-Bogenlampe mit mindestens 0,35 W/m2 bestrahlt. Die Xenon-Bogenlampe emittiert Licht mit einer Wellenlänge von 340 nm. Diese UV-Strahlung durchdringt die transparente Deckfolie 6 und bewirkt ein deutliches Bleichen der latenten Pigmente in der Beschichtungsschicht 7, was sich durch den Verlust der schwach gelben Hintergrundfärbung des Datenträgerkörpers äußert.
Bezugszeichenliste
1
Kernfolie
2
Kernfolie
3
Deckfolie
4
Deckfolie
5
Deckfolie
6
Deckfolie
7
Beschichtungsschicht
8
Beschichtungsschicht
9
Beschichtungsschicht
11
Kernschicht
12
Kernschicht
13
Deckschicht
14
Deckschicht
15
Deckschicht
16
Label
17
Prägefolie

Claims (10)

  1. Verfahren zur Aufbringung von farbigen Zeichen auf einen Datenträger, vorzugsweise aus Kunststoff, mittels eines Lasersystems, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Oberflächenschicht und/oder oberflächennahen Schicht des Datenträgers eingebrachte latente Pigmente, bei denen durch energetische Anregung eine Änderung des Absorptionsverhaltens erfolgt, an den für die Zeichen vorgesehenen Stellen der Datenträgeroberfläche durch Laserbestrahlung, die im IR- und/oder sichtbaren Bereich liegt, energetisch dergestalt angeregt werden, dass bei denselben Pigmenten ein Farbumschlag stattfindet, und dass nach dem Farbumschlag der laserbestrahlten latenten Pigmente die nicht durch Laserbestrahlung angeregten latenten Pigmente durch eine Bestrahlung mit Lichtwellen im UV-Wellenlängenbereich energetisch dergestalt angeregt werden, dass bei den so bestrahlten Pigmenten ihre Farblosigkeit herbeigeführt wird.
  2. Verfahren zur Aufbringung von farbigen Zeichen auf einen Datenträger vorzugsweise aus Kunststoff mittels eines Lasersystems, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt in eine Oberflächenschicht des Datenträgers eingebrachte latente Pigmente, bei denen durch energetische Anregung eine Änderung des Absorptionsverhaltens der Pigmente erfolgt, an den nicht für die Zeichendarstellung vorgesehenen Stellen durch eine Bestrahlung mit Lichtwellen im UV-Wellenlängenbereich energetisch dergestalt angeregt werden, dass bei den so bestrahlten Pigmenten eine Farblosigkeit der Pigmente herbeigeführt wird, und dass in einem zweiten Verfahrensschritt die an den für die Zeichendarstellung vorgesehenen Stellen in der Oberflächenschicht angeordneten latenten Pigmente durch Laserbestrahlung, die im IR- und/oder sichtbaren Bereich liegt, energetisch dergestalt angeregt werden, dass bei denselben Pigmenten ein Farbumschlag stattfindet.
  3. Datenträger bestehend aus einem Kunststoffmaterial mit Pigmenten mindestens einer farbigen Markierung in Form von Zeichen und/oder Bildern, dadurch gekennzeichnet, dass latente Pigmente vorgesehen sind, bei denen durch energetische Anregung eine Änderung des Absorptionsverhaltens der Pigmente erfolgt, so dass in mindestens einer Teilschicht des Datenträgerkörpers zum einen bei Laserbestrahlung im sichtbaren und/oder IR-Bereich ein Farbumschlag der vom Laserlicht bestrahlten latenten Pigmente und zum anderen bei Bestrahlung mit UV-Licht eine Farblosigkeit der von UV-Licht bestrahlten latenten Pigmente erfolgt.
  4. Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die latenten Pigmente in einer auf der Datenträgeraußenfläche aufgebrachten Deckfolie angeordnet sind.
  5. Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die latenten Pigmente in einer innerhalb des Datenträgers angeordneten und mit einer transparenten Deckschicht zur Außenseite überdeckten Kernschicht angeordnet sind.
  6. Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Datenträgers vor dem formgebenden Vorgang für den Datenträgerkörper mit den latenten Pigmenten angereichert ist.
  7. Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschicht des Datenträgerkörpers ein auf diesen mittels Drucktechnik aufgetragener Lack ist.
  8. Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschicht des Datenträgerkörpers ein auf diesen mittels Drucktechnik aufgetragener Haftvermittler ist.
  9. Datenträger nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die latenten Pigmente zur Stoffgruppe der Diketo-pyrrolo-pyrrole gehören.
  10. Datenträger nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquelle als eine UV-Lampe oder als ein UV-Lasersystem ausgebildet ist.
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