B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Dokument wie z.B.. Ausweiskarte, Smartcard oder Führerscheinkarte mit einem im Kunststoff-Kartenkörper eingebetteten Hologramm als Sicherheitsmerkmal sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw.. 4, zur Erhöhung der Fälschungssicherheit und Haltbarkeit.

Es ist bekannt, dass Volumenhologramme auf Photopolymerbasis, die auf die Kartenoberfläche z. B von Ausweiskarten appliziert sind, mit einer Schutzfolie oder einem Schutzlack versiegelt werden müssen, um sie vor mechanischen und chemischen Umwelteinflüssen und Fälschungsmanipulationen zu schützen. Dafür müssen Schutzüberzüge gefunden werden, die sowohl eine hohe Haftfestigkeit als auch hohe Transparenz und Kratzfestigkeit über lange Zeiträume garantieren.

Eine Alternative zur Applikation solcher Volumenhologramme auf die Kartenoberfläche wäre das Einbetten von Volumenhologrammen in den Kartenkörper.

Üblicherweise werden zur Herstellung von Polycarbonatkarten einzelne dünne Polycarbonatfolien unter hohem Druck und hoher Temperatur in einer Kartenlaminati- onspresse zum Kartenkörper laminiert. Um einen haltbaren Kartenverbund zu gewährleisten, werden Folien mit unterschiedlich großen Oberflächenrauhigkeiten verwendet. Wird ein Volumenhologrammfilm, insbesondere ein Reflexionsvolumenho- logrammpolymerfilm, zwischen die Polycarbonatfolien gelegt und dann der Folienstapel in der Kartenlaminationspresse zum Kartenkörper laminiert, sind im Hologramm nach erfolgter Verpressung inhomogene farbliche Veränderungen im Hologramm sichtbar. Unter diesen Temperatur-/Druckbedingungen verformt sich das Hologramm um so mehr, je größer die Rauhigkeitstiefe der auf das Hologramm drückenden Polycarbonatfolien ist. Die im Hologramm gespeicherten Bragg'schen Netzebenen werden gestaucht und gestreckt, was Farbveränderungen bei der Hologrammrekonstruktion bewirkt. Ebenso führen bereits kleinste Staubpartikel, etc.. zu sichtbaren Farbveränderungen des eingebetteten Hologramms. In der WO 2005/091 085 A2 wird eine nachträgliche Individualisierung von Volumenhologrammen unter Ausnutzung dieses Verformungseffektes vorgeschlagen, indem die Verwendung von Folien mit Oberflächenreliefinformationen vorgeschlagen wird, welche mit Hitze und Druck ins Hologramm übertragen werden können. Die Stärke der Hologrammdeformation hängt auch von der Flächengröße des Volumenhologrammfilmes und seiner Dicke ab. Je dicker und kleiner die Filmfläche ist, um so größere Flächendrücke wirken auf den Film.

Es ist bisher keine Lösung bekannt, mit der Volumenhologramme ohne Veränderung bzw. Beeinträchtigung des holographischen Informationsgehalts in Kartenkörpern eingebettet werden können.

Holographische Aufzeichnungsfilme auf Polymerbasis zur Herstellung von Volumenhologrammen, insbesondere Reflexionsvolumenhologrammen sind seit langem bekannt. Die Filme werden zur Erreichung hoher Beugungswirkungsgrade der mittels Laserlicht von einem Master kopierten Informationen unterschiedlich nachbehandelt.. Der Beugungswirkungsgrad ist ein Maß für die Helligkeit eines Reflexionshologramms, mit der das Hologramm im entsprechenden Rekonstruktionswinkel vom Betrachter wahrgenommen wird. Es gibt Filme, die nach der Laserbelichtung und der anschließenden UV-Lichtfixierung durch einen weiteren 30-60 minütigen Backprozess bei Temperaturen > 100°C nachbehandelt werden. Durch diesen Backvorgang kann der Beugungswirkungsgrad von ca 60%~ auf bis zu 96% gesteigert werden.

Zur Massenproduktion von Volumenhologrammen mit höchstem Beugungswirkungsgrad wird üblicherweise Polymerfilmrollenware verwendet. Der Polymerfilm wird auf einen Master laminiert, mit Laserlicht die Informationen vom Master in den Film kopiert, wieder vom Master delaminiert, mit UV-Licht die kopierte Information fixiert und wieder zur Rolle aufgewickelt. Nach der UV-Fixierung wird die belichtete Polymerfilmrolle wieder abgewickelt und durch einen Ofen geführt und bei höheren Temperaturen gebacken, um den Beugungswirkungsgrad weiter zu steigern. Je nach gewählter Temperatur und Größe des Ofens geschieht dies mit mehr oder weniger hoher Foliendurchlaufgeschwindigkeit Dieser Vorgang stellt den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt bei der Massenproduktion dar. In der WO 2007/131 496 A2 wird eine nachträgliche Personalisierung von Volumenhologrammen während ihrer Applikation auf Ausweiskarten mit monomerhaltigem Klebstoff mit Hilfe eines Masken-Colortuningprozesses beschrieben. Der Produzent solcher Ausweise belichtet einen holographischen Polymerfilm im eigenen Haus oder bezieht den bereits belichteten holographischen Film, appliziert und individualisiert den Film auf Ausweiskarten und muß als letzten Schritt die Kartenoberfläche mit einem Schutzüberzug versiegeln. Der Aufwand zur Realisierung dieser Verfahrensschritte ist für den Produzenten hoch

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dokument mit Hologramm sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei dem unter minimalen Kosten und Aufwand ein Volumenhologramm mit individualisierten Personaldaten als Sicherheitsmerkmal in den Dokumentenkartenkörper eingebettet wird, ohne dass der Informationsgehalt des Hologramms dabei beeinträchtigt wird, wobei zudem die mechanische und chemische Belastbarkeit und Lebensdauer der Ausweiskarte sowie deren Fälschungssicherheit weiter verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Dokument mit Hologramm gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zur dessen Herstellung gemäß Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Dem gemäß besteht das erfindungsgemäße Dokument mit Hologramm, z. B. eine Ausweiskarte (12), aus einem Kartenkörper (10) auf Kunststoffbasis, insbesondere Polycarbonat, in das ein vollständig klebstoffummanteltes Volumenhologrammlabel (2, 9) eingebettet ist. Dabei wurde das Volumenhologrammlabel (2) während des temperatur- und druckunterstützten Kartenkörperlaminationsprozesses unter vollständigem Erhalt der holographischen Information in den Kartenkörper(10) der Ausweiskarte (12) eingebettet.

Vorzugsweise ist das Volumenhologrammlabel ein individualisiertes Volumenhologrammlabel (9), dessen individuelle Personaldaten während der Verklebung mit strahlenhärtendem monomerhaltigem Klebstoff (7) gemäß Anspruch 8 erzeugt wurden. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Dokuments wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Reflexionsvolumenhologrammlabel-Film (1), bestehend aus Volumenhologrammlabel (2) mit Schichtdicken von 10-20 m auf einer Trägerfolie (3), zunächst mit Klebstoff (4) auf eine dünne thermoplastische Kunststofffolie (5.1) mit rauer Oberfläche, bevorzugter Weise eine Polycarbonatfolie mit einer Foliendicke zwischen 50- 200 μ aufgeklebt und danach die Trägerfolie (3) abgezogen wird (Fig.. 1).

Im zweiten Schritt wird auf die Hologrammoberfläche eine weitere Klebstoffschicht aufgetragen und zusammen mit einer zweiten Kunststofffolie (5.2) mit rauer Oberfläche, bevorzugt eine Polycarbonatfolie, zu einem Zweilagen-Folienverbund (6) verklebt. Man kann den Klebstoff ebenfalls auf die zweite Polycarbonatfolie(5.,2) auftragen und dann mit der hologrammtragenden Polycarbonatfolie im Bereich der Labels in Kontakt bringen und aushärten.

Der im zweiten Schritt aufgetragene Klebstoff kann ein strahlenhärtender, mono- merhaltiger Klebstoff (7) sein, der mittels Belichtung durch eine Maske (8) teilweise ausgehärtet wird und nach Maskenentfernung und einer gewissen Einwirkzeit des in bestimmten Bereichen noch flüssigen Klebstoffes, einer vollständigen Lichtaushärtung unterworfen werden (Fig. 2). Auf diese Weise werden individuelle Informationen der Maske in das Hologramm übertragen, Diese Hologrammindividualisierung ist als Colortuning-Verfahren bereits bekannt.

Der Zweilagen-Folienverbund (6) mit dem individualisierten Hologrammlabel (9) zwischen den beiden Polycarbonatfolien wird nun zusammen mit weiteren Polycar- bonatfolien (5) in einer Kartenlaminationspresse zum Kartenkörper (10) verpresst (Fig.. 4). Üblicherweise geschieht die Polycarbonatkartenkörperherstellung in einer Vorrichtung, bestehend aus planen Metallplatten ( 1 ), zwischen die mehrere thermoplastische Folien (5) mit definierten Oberflächenrauhigkeiten übereinander gestapelt und unter hohem Druck von 3 - 5 Bar und unter großer Hitze, mit Temperaturen um 180°C, miteinander zum Kartenkörper (10) (Fig. 4) verpresst werden.

Durch das Aufbringen zweier Klebstofflagen zwischen den thermoplastischen Folien (5.1 und 5.2) mit Oberflächenrauhigkeit und dem Volumenhologramm wird erreicht, dass die raue Oberfläche der Folien mit Klebstoff aufgefüllt ist und dadurch das Hologramm während des Kartenlaminationsprozesses nicht mehr beeinflusst wird. Auf diese Weise können auch Hologramme mit individueller Personalinformation wie beispielsweise ein Passbild ohne Informationsänderung und Beeinträchtigung der visuellen Erkennbarkeit eingebettet werden.

Bei Verwendung eines strahlenhärtenden monomerhaltigen Klebstoffes (7) kann während der Herstellung des Folienverbundes (6) eine Individualisierung des auf die Kunststofffolie (5.1) applizierten Hologramms mittels Maskenbelichtung nach dem bekannten Colortuningverfahren durchgeführt werden kann. Somit wird es möglich, die Hologrammapplikation auf Kunststofffolien sowie die Personalisierung der applizierten Hologramme an getrennten Orten durchzuführen, was mehrere Vorteile hat. Es ist kein Transport von sensiblen Personaldaten außerhalb der Kartenproduktionsstätten notwendig. Der Produzent von Ausweiskarten kann mit außer Haus vorgefertigter hologrammapplizierter thermoplastischer Folie beliefert werden und führt nur noch die Hologrammindividualisierung sowie die bei ihm ohnehin stattfindende Verpressung zu Kartenkörpern durch.

Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Zweilagen-Folienverbundes (6) eröffnet sich auch die Möglichkeit, Hologrammlabels mit kleiner Fläche in den Kartenkörper einzubetten, was bisher ohne Beeinträchtigung der Hologrammqualität unmöglich war Je kleiner die Fläche des erhabenen Hologramms ist, um so höher ist der Flächendruck auf das Hologramm zu Beginn des Kartenlaminationsprozesses. Erfindungsgemäß kann durch Auftrag einer im Vergleich zum Hologramm großen Klebstofffläche auf das Hologramm der örtlich vorherrschende Druck auf das Hologramm während des Kartenlaminationsprozesses auf eine größere Fläche verteilt und damit reduziert werden. Es ist allerdings darauf zu achten, dass sich die Klebstofffläche innerhalb der Kanten der Ausweiskarte(12) befindet, zu der der Karten- körper(10) im letzten Schritt ausgestanzt wird

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Methode gefunden wurde, mit der Klebstoffschichten geeigneter Klebstoffe (4), (7), die der hohen Temperatur- und Druckbelastung beim Kartenlaminationsprozess standhalten, zwischen den zu laminierenden Folien (5 1 und 5,2) so angeordnet werden, dass eine hohe Verbundfestigkeit geschaffen wird , Hierbei hat sich gezeigt, dass eine gute Verbundhaftung des Kartenkörpers (10) nur dann erreicht wird, wenn vor dem Karten- laminationsprozess ein Zweilagen-Folienverbund (6) hergestellt wird. Dabei muß die bei der Hologrammapplikation ausgehärtete erste Klebstofffläche vollständig von der im zweiten Schritt applizierten Klebstofffläche (7) bedeckt sein (Fig., 3).

Ist die im zweiten Schritt applizierte Fläche des Klebstoffes (7) kleiner als die bei der Hologrammapplikation ausgehärtete Fläche des Klebstoffes (4), kann keine ausreichende Haftung des bereits ausgehärteten Klebstoffes (4) zur angrenzenden Folienlage im Kartenkörper ( 0) erhalten werden.

Ein weiter besonderer Vorteil ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kartenkörper, insbesondere ein Polycarbonat-Kartenkörper mit eingebettetem, klebstoffummanteltem Hologramm hergestellt werden kann, bei dem der visuelle Gesamteindruck der Karte nicht durch sichtbare Klebstoffränder im verpressten Poly- carbonatkartenkörper gestört ist.

Polycarbonat hat einen im Vergleich zu anderen Kunststoffen, wie PVC, hohen Brechungsindex von 1 ,58. Die meisten anaerob strahlenhärtenden Klebstoffe auf Acry- latbasis weisen Brechungsindizes um 1 ,47 - 1 ,53 auf. Je größer der Brechungsindexunterschied zwischen zwei angrenzenden Materialien ist, um so stärker ist die Lichtbrechung und damit die Sichtbarkeit der Grenzfläche. Deshalb wird ein Klebstoff (7), insbesondere ein strahlenhärtender urethanmodifizierter Acrylklebstoff mit einer Brechzahl > 1 ,49, vorteilhafter weise >1 ,52 und hoher Transparenz im sichtbaren Wellenlängenbereich bevorzugt.

Die Sichtbarkeit der Klebstoffränder im Kartenkörper (10) kann weiter minimiert werden, indem der Klebstoff (7) in einer möglichst dünnen Schicht, bevorzugter weise mit Dicken zwischen 10 und 40 μ, insbesondere 15- 25 μ aushärtet, während Klebstoffschichten <10pm den Colortuningprozess zur Individualisierung der Hologrammlabels zu stark verlangsamen. De Klebstoffauftrag kann beispielsweise im Siebdruckverfahren, Schlitzgussverfahren oder Rollengravurdruckverfahren durchgeführt werden. Überraschenderweise lassen sich Zweilagen-Folienverbunde (6), bei denen die beiden Kunststofffolien (5.1 und 5.2) über klebstoffummantelte Hologrammlabels mit einer Gesamtschichtdicke bis zu 80 μηη und mit deutlich sichtbaren Klebstoffrändern miteinander verbunden sind, noch gut mit weiteren Kunststofflagen zu Kartenkörpern mit nicht mehr sichtbaren Klebstoffrändern und mit ungestörter Kartenver- bundhaftung laminieren, selbst wenn eine nur 50 μτη dicke Folie (5.2) für den Zweilagen Folienverbund verwendet wurde und diese nach der Kartenlamination die Kartenoberfläche bildet.

Offensichtlich wird der gehärtete Klebstoff unter den Kartenlaminationsbedingungen zu einer optisch dichteren Schicht komprimiert ohne ihre Hafteigenschaften zu verlieren Für ausgehärtete urethanmodifizierte Acrylatklebstoffe werden vom Kleb- stoffhersteller maximale kurzzeitige Temperaturbelastungen von 140°C bis 170°C angegeben. Obwohl beim Kartenlaminationsprozess dieser Temperaturbereich mit 180°C überschritten wird, wird ein guter Kartenverbund erreicht. Es gibt zahlreiche hochtemperaturbeständige Klebstoffe auf Epoxydbasis, die Temperaturbelastungen >180°C standhalten. Klebstoffe dieses Typs haben allerdings schlechtere Mono- merdiffusionseigenschaften, die eine Hologrammindividualisierung mit dem Colortu- ningverfahren nicht in der gewünschten Weise gestatten. Deshalb werden urethanmodifizierte Acrylatklebstoffe mit Temperaturbeständigkeiten im ausgehärteten Zustand von >150°C, vorteilhafter weise> 160°C bevorzugt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Verfahrens aufgezeigt.

Beispiel 1 ::

Ein bei 140°C 30 min lang gebackener Reflexionsvolumenhologrammpolymerfilm wird in einer Etikettenstanzmaschine zu einem Reflexionsvolumenhologramm- Labelfilm (1) mit runden Hologrammlabels mit einem Durchmesser von 3cm und Labelabständen von 6cm verarbeitet. Auf eine 100 μηι dicke Polycarbonatfolie (5.1) (Bayer Makroion) werden 4 x 4 cm große und 15 μιτι dicke Kiebstoffflächen in Abständen von 6 cm im Siebdruckverfahren aufgedruckt. Der verwendete Klebstoff (4) ist ein UV-härtender Acrylatlack mit einer Brechzahl von 1 ,51. Der Klebstoff (4) kann auch ein hitzeaktivierbarer schnell härtender Klebstoff sein. Der Reflexionsvolumenhologramm-Labelfilm (1) wird so auf die mit Klebstoff bedruckte Polycarbonatfolie laminiert, dass die Labels auf den Klebstoffflächen zu liegen kommen. Dann wird mit UV-Licht ausgehärtet und die Trägerfolie (3) abgezogen (Fig.. 1),

Auf die applizierten Hologrammlabel wird eine zweite, 5 x 5 cm große und 20 μηα dicke Kleberschicht mit dem Klebstoff (7), einem lichthärtenden monomerhaltigen ur- ethan-modifizierten Acrylat-Klebstoff mit einer Brechzahl von 1 ,53 in Siebdrucktechnik gedruckt. Anschließend wird eine zweite, 50 μητι dicke Polycarbonatfolie (5.2) auflaminiert, eine teiltransparente Maskenfolie mit Personalinformationen, z. B. Passbilder, auf die Polycarbonatfolie aufgelegt und durch die Maske 0,5 - 2 Sekunden belichtet. Der Klebstoff (7) härtet in den belichteten Bereichen aus, während Monomere des noch flüssigen Klebstoffes (7) in den von der Maske abgedeckten Bereichen in die Hologrammschicht diffundieren und eine Farbänderung des Hologramms hervorrufen. Ein bis zwei Minuten nach der Maskenbelichtung wird der gesamte Klebstoffbereich mit Licht vollständig ausgehärtet (Fig.. 2). Die Maske kann auch eine LCD oder DLP-Projektionsmaske sein.

Der auf diese Weise hergestellte Zweilagen-Folienverbund (6) mit ca.. 50 μιη dicken klebstoffummantelten individualisierten Hologrammlabel (9) (Fig. 3) zwischen den thermoplastischen Kunststofffolien (5 ,1 und 5.2) wird nun zusammen mit weiteren thermoplastischen Kunststofffolien (5) in der Kartenlaminationspresse (Fig. 4) bei einer Temperatur von 180°C und unter dem üblichen hohen Druck zum Kartenkörper (10) laminiert (Fig.. 5). Der Kartenkörper wird zu einzelnen Ausweiskarten (12) im ID-1 Format ausgestanzt. Man erhält Ausweiskarten mit der geforderten mechanischen und chemischen Haltbarkeit, mit glatten Polycarbonatoberflächen und einem innen liegenden, brillianten, individualisierten Hologramm (9). Die innerhalb der Ausweiskartenfläche befindlichen Klebstoffränder und -flächen sind nicht mehr sichtbar (Fig . 6), obwohl sie vor der Kartenkörperlamination im Zweilagen- Folienverbund(6) (Fig.. 3) deutlich erkennbar waren.

Beispiel 2:

Ein 5 Minuten lang bei 150°C gebackener Reflexionsvolumenhologrammfilm wird ie im Beispiel 1 beschrieben verarbeitet sowie in den Zweilagen-Folienverbund (6) integriert, Das individualisierte Hologramm (9) hat einen ca, 20% geringeren Beugungswirkungsgrad im Vergleich zum individualisierten Hologramm im Zweilagen- Folienverbund des Beispiels 1. Der Zweilagen-Folienverbund wird mit weiteren Po- lycarbonatfolien (5) in gewohnter Weise zum Kartenkörper (10) laminiert, Man erhält einen Kartenkörper (10) mit eingebettetem, individualisiertem Hologramm (9), mit höherer Brillianz als vor dem Kartenlaminationsprozess.

Bezugszeichenl

1. Reflexionsvolumenhologrammlabel-Film

2. Volumenhologrammlabel

3. Trägerfolie

4. Klebstoff

5. Thermoplastische Kunststofffolie

6.. Zweilagen-Folienverbund

7. strahlenhärtender monomerhaltiger Klebstoff

8. Maske

9. individualisiertes Hologrammlabel

10. Kartenkörper

11. Metallplatte

12. Ausweiskarte