Volumenhologramm, Master zur Herstellung der Standardelemente des Volumenhologramms und Verfahren zur nachträglichen Hologrammindividualisierung bei der Applikation auf Personal- und Wertdokumente

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

Die Erfindung bezieht sich auf ein Volumenhologramm, ein Master zur Herstellung der Standardelemente des Volumenhologramms und ein Verfahren zur nachträglichen Hologrammindividualisierung bei der Applikation auf Personal- und Wertdokumente gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1, 2, bzw. 3, wie sie zur Erhöhung des Fälschungsschutzes von Dokumenten Verwendung finden.

Es ist bekannt, dass Volumenhologramm-Overiays mit individualisierten Personaldaten für den Fälschungsschutz von Personaldokumenten eingesetzt werden (EP 0896260 A2) . Die Personaldaten wie z. B. ein Photo des Dokumenteninhabers, sind dabei separat neben anderen optischen Informationen wie beispielsweise ein dreidimensionales Objekt und andere schwer nachzumachende holographische optische Elemente z, B ein winkelabhängiges Morphing Objekt, angeordnet. Die nebeneinander angeordneten Informationen sind nicht optimal miteinander verknüpft, um eine unerlaubte Kopie einzelner holographischer Elemente sowie Manipulation der Personendaten zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Volumenhologramm, ein Master zur Herstellung der Standardelemente des Volumenhologramms und ein Verfahren zur nachträglichen Hologrammindividualisierung bei der Applikation auf Personal- und Wertdokumente obiger Gattung anzugeben, mit deren Hilfe, die Fälschungs- und Manipulationsgefahr in einfacherWeise verlässlich minimiert wird.

Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Volumenhologramm nach Anspruch 1, dessen Herstellung durch Verwendung eines Masters nach Anspruch 2 sowie durch ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren der individualisierten holographischen Personaldaten, insbesondere eines Passfotos, nach Anspruch 3 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen.

Volumenhologrammoverlay (1), appliziert auf Personal- und Wertdokumente zur Erhöhung des Fälschungsschutzes, mit übereinanderliegenden optisch variablen Informationen (2, 3, 4, 5, 6), die unter verschiedenen Betrachtungswinkeln separat und vollständig sichtbar sind, unter verschiedenen Betrachtungswinkeln (Fig. 3, 4) einen definierten Farbumschlag (6a, 6b) geben und mindestens einer dieser optischen Informationen individuelle Personaldaten (3), insbesondere ein Passfoto, darstellen.

Dem gemäß ist auf die Dokumentenoberfläche ein Volumenhologramm (1) mit holographischen Standardelementen (2, 4, 5, 6) und individuellen Daten (3) appliziert, von denen mindestens ein Standardelement ein holographisches Muster (5 oder 6) ist, welches alle anderen holographisch optischen Elemente in dem Volumenhologramm wie beispielsweise ein dreidimensionales Objekt (4) sowie die individuellen Personaldaten (3) überdeckt und somit eine optische Verknüpfung aller holographischen Elemente miteinander ergeben (Fig.1 - 4). Die Schwierigkeit besteht dabei darin, dass die visuelle Erkennbarkeit der jeweiligen holographischen Elemente (2, 3, 4, 5, 6), insbesondere der Personaldaten wie z. B. ein Passfoto, erhalten bleibt und nicht durch die anderen optisch holographischen Elemente beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe wird auch dadurch gelöst, dass bei der Herstellung des Volumenhologramms (1) bevorzugter Weise ein Photopolymerfilm (13) verwendet wird, der auf einen holographischen Master (7) laminiert wird und anschließend alle optischen Standardelemente (2, 4, 5, 6) des Masters mit Laserlicht in den Film kopiert werden, wobei der Master (7) aus mindestens zwei holographischen Schichten (8, 9) besteht und mindestens eine der Schichten eine teildurchlässige Folie (9), vorteilhafterweise mit einer Folienschichtdicke von wenigen μm ist, die ganzflächig auf die andere Schicht (8) appliziert ist (Fig. 5). Diese teildurchlässige Folie (9) hat beispielsweise ein holographisches Oberflächenrelief (10), bevorzugt ein holographisches Endios- muster (5') und weitere optisch variable Elemente (6'). Beispielsweise kann diese Folie eine holographische Prägefolie mit einer hochbrechenden Beschichtung des holographischen Oberflächenreliefs, bevorzugterweise Zinksulfid, Titanoxid oder teil-

durchlässiges, semidemetallisiertes Metall, z. B. Aluminium, mitteildemetallisierten Arealen sein. Es kann aber auch ein Film mit volumenholographischen Mustern (5\6') und anderen optischen Elementen sein. Das Material der Hologrammtragenden Masterschicht (8), auf weiche die teildurchlässige Folie (9) appliziert ist, kann beispielsweise ein Silberhalogenidfilm oder Photopolymerfilm sein, in dem holographische Elemente, wie beispielsweise ein dreidimensionales Objekt (4'), ein großflächiges, homogenes Volumengitter (2') und weitere optische Elemente wie Positionsmarken und andere Marken vorhanden sind. Die hologrammtragende Masterschicht (8) kann aber auch ein Oberflächenhologramm sein, beispielsweise geprägt oder abgeformt in eine metallisierte Folie.

Infolge der Teildurchlässigkeit der auf die Schicht (8) des Masters (7) applizierten Folie (9) kann erreicht werden, dass die holographischen Elemente (5', 6') der Folie (9) durch mehrfache Reflexion und Beugung des einfallenden Laserlichtes (20), d. h. durch eine erste Reflexion und Beugung (20a) an den Reliefstrukturen (10) der teildurchlässigen Folie und zusätzlich durch eine zweite Beugung (20b) des am darunterliegenden Hologramm (8) des Masters (7) in einem anderen Winkel reflektierten Lichtes, in den Polymerfilm kopiert werden, während gleichzeitig auch alle holographischen Elemente der unter der teiltransparenten Folie (9) angeordneten Schicht (8) durch Beugung und Reflexion des einfallenden Lichtes (20c) in den Polymerfilm kopiert werden können.

Als Ergebnis erhält man eine holographische Kopie im belichteten Photopolymerfilm (13') , in dem alle holographischen Standardelemente separat unter verschiedenen Betrachtungswinkeln zu erkennen sind. Die Mehrfachbeugung der Oberflächenrelief- elemente (5', 6') während der Laserkopie führt dazu, dass diese Elemente (5, 6a, 6b) im belichteten Polymerfilm (13'), in Reflexion betrachtet, einen Farb-Flip-Effekt bei änderung des Betrachtungswinkels zeigen.

Auf die teiltransparente Folie (9) kann zusätzlich ein transparentes Volumenhologrammfilm (14) laminiert werden, dessen holographische Elemente als Strahlteiler im Transmissionsmodus fungieren und somit den einfallenden Laserkopierstrahl in mehrere Strahlen aufteilen, die in unterschiedlichen Winkeln auf die darunterliegenden Schichten (8, 9) fallen und unterschiedlich zurückgebeugt werden (Fig. 6). Dadurch wird erreicht, dass die in den Polymerfilm (13) mit einer Laserlichtwellenlänge kopier-

- A -

ten holographischen Elemente (2, 4, 5, 6) der Schichten (8) und (9) in gewünscht unterschiedlichen Farben rekonstruieren.

Nach der Laserkopie wird in üblicherweise der Film (13') entwickelt, bei Verwendung eines Photopolymerfilmes beispielsweise mit UV-Licht fixiert und bei höheren Temperaturen, bevorzugter Weise bei 120 ⁰ C gebacken.

Die holographischen Personaldaten (3) werden z. B. während der Applikation des belichteten Filmes (13') auf das Personaldokument (17) im applizierten Film (13') erzeugt, indem ein bevorzugter weise flüssiger, lichthärtender, monomerhaltiger Klebstoff (15) zur Verklebung des Hologrammfilmes auf das Dokument verwendet wird, der zunächst durch eine personaldatentragende Maske (16) belichtet wird und nach wenigen Sekunden, bevorzugterweise nach 10 - 300 sec, ein zweites Mal ohne Maske vollflächig mit Licht ausgehärtet wird, um seine Klebkraft vollständig zu erreichen (Fig. 8, Fig. 9). Durch die erste Maskenbelichtung wird erreicht, dass nur jene Klebstoffareale ausgehärtet werden, die sich unter den lichtdurchlässigen Maskenarealen befinden, während die unbelichteten Monomere des Klebstoffes Zeit haben, in den Polymerfilm einzudringen und diesen zu schwellen, was sich in einer Farbänderung dieser holographischen Flächen bemerkbar macht. Der Vorteil dieser Individualisierungsmethode besteht darin, dass in der Applikationstation die auf dem Dokument (17) bereits vorhandenen, beispielsweise gedruckten Personaldaten ausgelesen und diese Daten zur Erzeugung der Maske, beispielsweise einer LCD-Maske (16) oder im InkJet-Verfahren auf den applizierten Film gedruckte Maske, verwendet werden können, wodurch eine aufwendige Datenlogistik nicht notwendig wird. Gleichzeitig wird der für die dauerhafte Verklebung des Hologrammoverlays mit dem Personaldokument notwendige Flüssigklebstoff (15) zur holographischen Personalisierung genutzt, d. h. ein Minimum an Materialeinsatz wird erreicht. Ebenso ist möglich, den noch nicht personalisierten Film (13') zuerst mit dem Personaldokument zu verkleben und in einem späteren Schritt die Individualisierung des applizierten VoIu- menhologrammoverlays während der Schutzlackbeschichtung der Hologrammoberfläche, beispielsweise durch Siebdruckauftrag lichtaushärtbarer monomerhaltiger Lacke, in gleicher Weise durchzuführen.

Mit diesem Flüssigtuningverfahren erhält man holographische Personaldaten insbesondere Passfotos mit überraschend guter Detailtreue, Helligkeit und Mehrfarbigkeit, ohne dass dafür mehrere Laser unterschiedlicher Wellenlänge notwendig sind.

Es ist auch möglich, den belichteten Film (13') vor der Filmapplikation auf das Dokument zu individualisieren, indem eine transparente Folie, die letzten Endes dem Do- kumentenoberflächenschutz dient, mit lichtaushärtbarem Klebstoff (15) beschichtet und auf den belichteten Film (13') laminiert wird, durch eine informationstragende Maske belichtet wird und schließlich ganzflächig ausgehärtet wird , um einen untrennbaren Verbund mit dem Hologramm zu erreichen. Dasselbe Individualisierungsverfahren wäre auch mit dem in der WO 9513568 beschriebenen Colortuningfilm möglich, allerdings ist die Haftung dieses Trocken-Colortuningfilmes nicht ausreichend, um als ein dauerhafter Dokumentenoberflächenschutz quasi in das Dokument integriert zu werden. So muß nach erfolgter Individualisierung der Film wieder vom Hologramm abgezogen werden, es entsteht Abfall und darüber hinaus benötigt man aufgrund der viel geringeren Monomerbeweglichkeit zehnfach längere Zeit zum Erzielen ähnlicher Farben und Helligkeiten der auf diese Weise erzeugten individuellen Daten (3).

Ein Nachteil der Individualisierung vor der Applikation auf das Dokument ist der notwendige Datenlogistikaufwand für die Zuordnung der individualisierten Hologramme auf die jeweiligen personalisierten Dokumente.

Die Personaldaten (3) könnten auch während der holographischen Kopie der anderen holographischen Elemente (2, 4, 5, 6) vom Master in den holographischen Film (13), mit einem zweiten Laserstrahl, beispielsweise einer anderen Wellenlänge mittels Strahllenkung durch z. B. eine LCD-Maske in den Film belichtet werden ( EP 0132724 B1). Auch bei dieser Variante der Hologrammindividualisierung wird infolge der zeitlichen Trennung der Herstellung des personalisierten Volumenhologrammo- verlays und der Dokumentapplikation ein hoher Aufwand für den Datenabgleich notwendig. Außerdem erhöht sich der apparative Aufwand zur laserholographischen Filmbelichtung erheblich und die auf diese Weise erzeugten holographischen Personaldaten, insbesondere das Passfoto, haben nicht die Helligkeitsqualität wie die durch chemisches Hologrammtuning erzeugten individualisierten Daten. Außerdem ist die gewünschte optische Verknüpfung aller holographischer Elemente kaum zu

realisieren. Es würden sich beim Kopieren der Standardelemente im Bereich der mit Laserlicht zu belichtenden individuellen Informationen (3) unerwünschte überlagerungen ergeben, die entweder die Erkennbarkeit der individuellen Informationen oder die Erkennbarkeit der Standardelemente im belichteten Film (13') stark beeinträchtigen.

Vorteile der Erfindung nach Anspruch 1 sind neben der optischen Verknüpfung aller holographischen Elemente des Overlays (1) und der sich daraus ergebenden höheren Fälschungssicherheit, dass nur ein Laserkopierstrahl für die Erzeugung holographischer Elemente mit unterschiedlicher Farbwiedergabe notwendig ist. Durch die Verknüpfung der verschiedenen sich überlagernden holographischen Elemente ergeben sich weiterhin Möglichkeiten für neue holographische Bildelemente, die sich durch Kombination der Einzelkomponenten unter bestimmten Betrachtungswinkeln ergeben und zusätzlich eine Fälschung einzelner Elemente erschweren. Beispielsweise kann das dreidimensionale Objekt (4) mit den holographischen Pat- tem (5, 6) bei genauer Anordnung dieser Elemente im Master zueinander einen sinnvollen Morphing-Effekt (Fig.10) ergeben.

Eine Verbesserung des holographischen Designs im erfindungsgemäßen Volumen- hologrammoverlay kann ebenfalls erreicht werden, wenn die holographischen Elemente des Masters mit lichtundurchlässigen Flächen oder Konturen kombiniert werden, beispielsweise durch Bedrucken der obersten Masterschicht oder zwischen den einzelnen Masterschichten oder durch Anordnung teiltransparenter Folienteile (9) auf die unteren Masterschichten, wobei diese Folienteile (9) mit unterschiedlich lichtdurchlässigen hochbrechenden Materialien beschichtet sind.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren nach Anspruch 3 ist, dass erst nach der Laserkopie der standardholographischen Elemente (2, 4, 5, 6) vom erfindungsgemäßen Master{7) nach Anspruch 2 die individuellen Personaldaten (3) erzeugt werden und auf diese Weise erreicht werden kann, dass die individuellen Informationen separat und vollständig zu erkennen sind und gleichzeitig eine Verknüpfung mit den anderen holographischen Standardelementen erreicht ist.