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Dokumentenidentifikation DE102006055787A1 18.10.2007
Titel Ausweiskarte mit konturierter Reliefstruktur und entsprechendes Herstellungsverfahren
Anmelder Giesecke & Devrient GmbH, 81677 München, DE
Erfinder Erdmann, Markus, 80807 München, DE;
Endres, Günter, 81547 München, DE
DE-Anmeldedatum 27.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006055787
Offenlegungstag 18.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse B44F 1/12(2006.01)A, F, I, 20061127, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird eine Ausweiskarte (1) aus Kunststoff, beispielsweise PVC oder Polyester, vorgestellt, bei der taktile Symbole in Form von aufgeschäumten Reliefstrukturen (8) visuell deutlich erkennbar sind. Die Symbole sind von einer Kontur (9) berandet, die durch Verfärbung des Kunststoffes bewirkt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Ausweiskarte, bei der Symbole wie zum Beispiel alphanumerische Zeichen, Muster, Bilder oder dergleichen, reliefartig ausgebildet sind sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Ausweiskarte mit einer Reliefstruktur.

Ausweiskarten werden in vielen Bereichen eingesetzt. Zum Beispiel werden sie als Kreditkarten, Bankkarten, Bankzahlungskarten und dergleichen im bargeldlosen Zahlungsverkehr eingesetzt. Mit entsprechenden Identifizierungsmerkmalen versehen können sie auch als Identifizierungskarten für ihren Besitzer verwendet werden. Infolge ihrer großen Verbreitung stellen sie einerseits typische Massenartikel dar, das heißt, ihrer Herstellung muß einfach und wenig kostenaufwendig sein, andererseits müssen sie jedoch so ausgebildet sein, daß sie in größtmöglichem Maße gegen Fälschung und Ver- fälschung geschützt sind. Zudem sollten die auf ihnen gespeicherten Daten sowohl für Maschinen als auch für Menschen einfach und sicher erkennbar sein.

Es sind Ausweiskarten bekannt, bei denen Informationen in Form von reliefartigen Zeichen in die Karte eingeprägt sind. Die reliefartigen Zeichen können einerseits von Menschen ertastet werden, andererseits können sie auch als Druckstock dienen, um die Informationen von der Karte auf Papier zu übertragen.

Aus der EP 308 904 ist es bekannt, eine Karte, die unter anderem aus PVC bestehen kann, durch unterschiedlich geführte Laserbearbeitungen auf unterschiedliche Weise mit Oberflächenmerkmalen zu versehen. Beschrieben werden im einzelnen das Anlegen von geschäumten Prägezeichen in Oberflächenplateaus, das Aufbringen von planen Schriftzeichen auf eine Kartenoberfläche durch Verfärbung sowie das Aufbringen von visuell prüfbaren Echtheitsmerkmalen auf eine Kartenoberfläche. Durch Verwendung eines zweischichtigen Kartenoberflächenmaterials, dessen Deckschicht transparent ist, ist es auch möglich, Aufschäumen und Verfärbung gleichzeitig zu bewirken. Allerdings erhöht die Herstellung derartiger zweischichtiger Kartenoberflächen den Gesamtkartenherstellungsaufwand.

Aus der GB 2 057 363 A sowie der EP 0 469 982 B1 sind weitere Vorschläge bekannt Reliefstrukturen in Kunststoff anzulegen, die farblich von der Umrandung verschieden sind. Gemäß der GB 2 057 363 A wird dazu ein besonderer, auf einem beflockten Schaum beruhender Kunststoff eingesetzt; gemäß EP 0 469 982 B1 soll das Aufschäumen eines gegossenen Kunststoffs automatisch eine Farbtonänderung mit sich bringen. Erstere Lösung ist für Ausweiskarten zu aufwendig, letztere liefert nur geringe und kaum steuerbare Farbunterschiede.

Aus der DE 32 13 315 A1 ist bekannt, taktile Zeichen durch Aufschäumen von Kartenmaterial mittels eines Lasers herzustellen. Eine Ausweiskarte besteht dabei aus einem Kunststoffmaterial bzw. ist mit einer Oberflächenschicht aus einem Kunststoffmaterial versehen, das mit chemischen oder physikalischen Treibmitteln versetzt ist. Durch einen Laserstrahl wird die Kunststoffschicht lokal erhitzt und aufgeschäumt. Die lokal aufgeschäumten Bereiche bilden eine Reliefstruktur an der Kartenoberfläche.

Aus der EP 1 113131 A2 ist bekannt, taktile Zeichen durch Prägen herzustellen und die erhabenen Prägungen anschließend mit einem Laser zu schwärzen. Die Schwärzung kann dabei insbesondere genau auf den Erhebungen, so daß eine Positivschrift entsteht, oder dazwischen vorgenommen werden, so daß eine Negativschrift entsteht. Aufgrund der Schwärzung sind die reliefartig geprägten taktilen Zeichen auch optisch gut wahrnehmbar.

Beim Versuch, die beiden vorgenannten Techniken gemeinsam für die Herstellung von Ausweiskarten einzusetzen, hat sich herausgestellt, daß sich mit dem Laser aufgeschäumte Zeichen einer Reliefstruktur nicht ohne weiteres in einem nachfolgenden Schritt mit einem Laser schwärzen lassen bzw. daß Bereiche einer Ausweiskarte, die mit einem Laser geschwärzt wurden, ihre Schwärzung beim anschließenden Aufschäumen mittels eines Lasers wieder zumindest teilweise verlieren. Es ist bisher nicht gelungen, an kostengünstigem, weißem Standardkunststoffmaterial wie zum Beispiel Polyester oder PVC taktile geschwärzte Zeichen durch Lasern zu erzeugen. Derartige Zeichen konnten nur erzeugt werden, wenn die Oberfläche der Ausweiskarte zuvor besonders vorbereitet wurde, zum Beispiel durch Zugabe von Kohlenstoff. Eine solche Vorbereitung erhöht jedoch die Materialkosten und beeinträchtigt das optische Erscheinungsbild der Ausweiskarte, da sich ein Grauschleier auf ihrer Oberfläche bildet. Zudem wurde festgestellt, daß die Zugabe von Kohlenstoff die physikalischen Eigenschaften des Kartenmaterials verändert, was eine aufwendige Test- und Abnahmeprozedur erforderlich machen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Ausweiskarte mit einer Reliefstruktur aus aufgeschäumtem Kunststoff und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, bei der die Reliefstruktur optisch einfach erkennbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Ausweiskarte sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Ausweiskarte mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Eine erfindungsgemäße Ausweiskarte hat eine Kartenoberfläche mit einer Reliefstruktur aus aufgeschäumtem Kunststoff. Die Reliefstruktur kann taktile Symbole in Form von alphanumerischen Zeichen, Muster, Bilder oder andere grafische Strukturen wiedergeben.

Die Ausweiskarte kann insgesamt aus einem Kunststoff bestehen, der lokal durch Zufuhr von Energie, beispielsweise durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl, aufgeschäumt werden kann. Der aufschäumbare Kunststoff kann beispielsweise mit chemischen oder physikalischen Treibmitteln versetzt sein. Geeignete Kunststoffe sind zum Beispiel in der DE-OS 24 50 948, der DE-AS 26 50 216, der DE-AS 29 21 011 und der DE-OS 3213 315 aufgeführt.

Alternativ kann die Ausweiskarte auch nur an einer Kartenoberfläche eine Schicht aus aufschäumbarem Kunststoff, ganzflächig oder lediglich lokal, aufweisen.

Die erfindungsgemäße Ausweiskarte ist dadurch charakterisiert, daß die die die Symbole bildende Reliefstruktur von einer Kontur aus verfärbtem Kunststoff berandet ist. Mit anderen Worten befindet sich angrenzend an die Reliefstruktur in einem nicht aufgeschäumten, planen Bereich der Kartenoberfläche jeweils ein Bereich aus verfärbtem Kunststoff.

Unter „Verfärbung" bzw. „verfärbtem Kunststoff" wird hierin verstanden, daß die Kartenoberfläche durch geeignete Behandlung, beispielsweise durch Bestrahlen mit einem Laser, im Vergleich zu umliegenden, unbehandelten Bereichen der Kartenoberfläche gezielt verfärbt, insbesondere verdunkelt, ist.

Dabei können die „verfärbten" Bereiche schwarz sein oder sie können lediglich eine andere Farbe oder Grautönung als die unbehandelten Bereiche haben.

Die Kontur aus verfärbtem Kunststoff kann direkt an die Reliefstruktur angrenzen. Alternativ kann sich zwischen der Reliefstruktur und der Kontur aus verfärbtem Kunststoff ein schmaler Bereich aus unverfärbtem, unaufgeschäumtem Kunststoff befinden.

Da erfindungsgemäß die Reliefstruktur aus aufgeschäumtem Kunststoff nicht selbst verfärbt zu sein braucht, sondern nur in einem unaufgeschäumten Bereich der Kartenoberfläche eine Kontur aus verfärbtem Kunststoff vorgesehen ist, kann das Problem vermieden werden, aufgeschäumten Kunststoff verfärben zu müssen. Durch die Kontur aus verfärbtem Kunststoff ist die Reliefstruktur, die ihrerseits vorzugsweise nicht verfärbt ist, optisch gut erkennbar. Es wird somit eine Ausweiskarte bereitgestellt, bei der eine Reliefstruktur sowohl taktil als auch optisch einfach wahrnehmbar ist.

Die Reliefstruktur braucht von der Kontur aus verfärbtem Kunststoff lediglich teilweise berandet zu sein. Es genügt für eine verbesserte optische Erkennbarkeit bereits, daß jeder Reliefstrukturbereich nur an einer seiner Seiten von der verfärbten Kontur berandet ist. Es ergibt sich dabei ein optischer Eindruck eines Schattens bei schräger Beleuchtung.

Vorzugsweise umgibt die Kontur die Reliefstruktur jedoch vollständig. Das heißt, jeder in sich abgeschlossene Reliefstrukturbereich, zum Beispiel jeder Buchstabe oder jede Zahl, ist vollständig von der Kontur umschlossen. Auf diese Weise wird eine sehr gute optische Wahrnehmbarkeit aus verschiedenen Betrachtungswinkeln gewährleistet.

Vorzugsweise weist die Kontur eine einheitliche Breite auf. Bei Reliefstrukturen mit einer Größe von wenigen Millimetern, wie sie bei Ausweiskarten üblich sind, kann zum Beispiel eine Kontur aus einer die Reliefstruktur umgebenden Linie mit einer einheitlichen Breite von wenigen hundert Mikrometern gebildet sein. Durch die einheitliche Breite der Kontur ergibt sich ein gleichmäßiges, gut wahrnehmbares und für den Betrachter angenehmes Erscheinungsbild der Kontur.

Die Kartenoberfläche kann aus einem einzigen Kunststoffmaterial bestehen, das sowohl in einem aufgeschäumten Zustand als auch in einem verfärbten Zustand vorliegen kann. Welchen dieser Zustände das Kunststoffmaterial annimmt, hängt, wie weiter unten beschrieben, von der Verarbeitung des Kunststoffmaterials ab. Als Kunststoffmaterial kommen kostengünstige und leicht zu verarbeitende Materialien wie PVC oder Polyester, ABS oder Mischungen davon in Betracht. Daneben können aber auch vergleichsweise teure Materialen wie Polycarbonat oder Mischungen aus teuren und kostengünstigen Materialien, etwa Polycarbonat mit PET/PETG, eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Ausweiskarte geht davon aus, daß die Ausweiskarte ein Kunststoffmaterial aufweist, das einerseits durch Einbringen von Energie aufgeschäumt werden kann, d.h. sein Volumen vergrößert, und andererseits, wenn die Energie in einer anderen Weise zugeführt wird, seine Farbe verändern kann, indem sich zum Beispiel eine Schwärzung des Kunststoffmaterials einstellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere dazu geeignet, die erfindungsgemäße Ausweiskarte herzustellen und deren oben beschriebene optionale Merkmale zu realisieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zwei Schritte: An der Oberfläche der Ausweiskarte wird eine aufgeschäumte Reliefstruktur ausgebildet, indem in aufzuschäumenden Bereichen Energie in einem ersten Energiezufuhrmodus in einer ersten Art und Weise eingebracht wird; um die aufzuschäumenden Bereiche herum werden verfärbte Konturen erzeugt, indem Energie in einem zweiten Energiezufuhrmodus in einer zweiten Art und Weise eingebracht wird.

Die Energie wird vorzugsweise durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl zugeführt. Der den Laserstrahl emittierende Laser kann, um verschiedene Energiezufuhrmoden zu ermöglichen, dabei zweckmäßig auf verschiedene Arten und mit verschiedenen Leistungseinstellungen betrieben werden. Zweckmäßig kann der Laser insbesondere (quasi-)kontinuierlich (cw-Betrieb) oder getaktet arbeiten. Die jeweils durch den Laser zugeführte Energie kann ferner durch Einstellung der Leistung des Laserstrahls, der Wellenlänge und Frequenz des Laserlichts, der Verweildauer des Laserstrahls auf einem zu behandelnden Oberflächenbereich der Ausweiskarte und/oder der Fokussierung des Laserstrahls beeinflußt werden.

Die Schritte des Erzeugens der aufgeschäumten Reliefstruktur und des Erzeugens der verfärbten Konturen können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Zum Beispiel kann zuerst die Reliefstruktur aufgeschäumt werden und anschließend die verfärbten Konturen um die Reliefstruktur herum erzeugt werden. Alternativ können zuerst die verfärbten Konturen erzeugt und dann die Reliefstruktur in den von den Konturen berandeten Bereichen aufgeschäumt werden.

Vorzugsweise werden während des Erzeugens der verfärbten Konturen die aufzuschäumenden Bereiche bzw. die bereits aufgeschäumte Reliefstruktur nicht mit dem Laserstrahl bestrahlt. Dabei können die Konturen als durchgehende, gleichmäßig breite Konturlinien um die Aufschäumungsbereiche herum ausgebildet werden. Indem vermieden wird, daß der Laserstrahl zum Erzeugen der verfärbten Konturen auch die Aufschäumungsbereiche bestrahlt, kann verhindert werden, daß die verfärbten Konturen an ihrem Übergang zu den Aufschäumungsbereichen eine unregelmäßige, ausgefranste, das optische Erscheinungsbild der Konturen störende Begrenzung aufweisen.

Eine solche ausgefranste Begrenzung kann sich bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben, bei der zum Erzeugen der verfärbten Konturen ein Laserstrahl sowohl über die Aufschäumungsbereiche als auch über daneben liegende, zu verfärbende Bereiche geführt wird. Der Laserstrahl kann dabei eine Breite aufweisen, die größer ist als die Breite der Aufschäumungsbereiche, so daß der Laserstrahl über die Aufschäumungsbereiche hinausragt und verfärbte Konturen auf beiden Seiten der Aufschäumungsbereiche erzeugt werden können. Bei dieser Ausführungsform reichen die verfärbten Konturen direkt an die aufgeschäumte Reliefstruktur heran. Da diese nicht verfärbt werden kann bzw. eine zuvor bestehende Verfärbung bei einem Aufschäumen des Kunststoffmaterials zumindest teilweise verschwindet, haben die verfärbten Konturen eine Begrenzung, die der inversen Begrenzung der Reliefstruktur entspricht. Letztere ist erfahrungsgemäß aufgrund der Schaumstruktur unregelmäßig bzw. ausgefranst.

Vorzugsweise wird der Laser zum Erzeugen der aufgeschäumten Reliefstruktur vektoriell gesteuert und die Laserstrahlung quasikontinuierlich aufgebracht. Zum Erzeugen der verfärbten Kontur wird die Laserenergie zweckmäßig kontrolliert gerastert punktweise aufgebracht, indem der Laser in einem getakteten Modus betrieben wird. Zum Erzeugen der Reliefstruktur kann im Rahmen der vektoriellen Steuerung eine geeignete Bahnführung des Lasers vorgesehen sein. Beispielsweise kann zur Erzielung eines kontrollierten, modellierten Energieeintrags eine den Linien eines Gitternetzes folgende Führung des Lasers erfolgen, in deren Rahmen der Laserstrahl mehrfach über die Kreuzungspunkte des Gitternetzes geführt wird. Alternativ können ferner sowohl die aufgeschäumte Reliefstruktur wie die verfärbte Kontur durch einen kontrollierten Rasterbetrieb aufgebracht werden, wobei darin zwischen den beiden Bearbeitungsschritten die Laserparameter umgestellt werden.

Die beiden Bearbeitungsschritte des Erzeugens der verfärbten Kontur und des Erzeugens der aufgeschäumten Reliefstruktur können vorteilhaft an einer einzigen Bearbeitungsstation ausgeführt werden, wobei der Laser in entsprechend unterschiedlichen Einstellungen zweimal über die Karte geführt werden kann. Ein großer Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß die aufwendige Positionierung der Karte nur einmal vorgenommen werden muß.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann an kostengünstigem, einfach zu verarbeitendem Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel PVC oder Polyester, insbesondere in Form von PET oder PETG, durchgeführt werden. Der Fachmann weiß hierbei, wie die Energie in das Kunststoffmaterial eingebracht werden muß, zum Beispiel, wie der Laser hinsichtlich seiner Leistung, seiner Wellenlänge und/oder seines Betriebsmodus an das verwendete Kunststoffmaterial angepaßt werden muß, um im einen Fall zu einem Aufschäumen des Kunststoffmaterials zu führen und um im anderen Fall zu einer Verfärbung des Kunststoffmaterials zu führen.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Ausweiskarte;

2 eine schematische Schnittansicht einer konturierten Reliefstruktur;

3a, b einen Vergleich einer herkömmlichen Reliefstruktur mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Reliefstruktur;

4 schematisch ein Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein aufgeschäumter Reliefbereich von einem verfärbten Konturbereich umgeben wird;

5 schematisch ein alternatives Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein flächenmäßig größerer Konturbereich einem kleineren Reliefbereich überlappend überlagert wird;

6 schematisch ein Grundprinzip einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine Ausweiskarte 1 mit einer erfindungsgemäß konturierten Reliefstruktur 3 und weiteren Beschriftungen 5 und Abbildungen 7.

Die Ausweiskarte 1 besitzt wenigstens eine Kartenoberfläche aus Kunststoff, auf der ein oder mehrere taktile Symbole ausgebildet sind. Unter Symbol werden dabei gleichermaßen alphanumerische Zeichen wie grafische Formen und Muster im allgemeinen verstanden. Die Taktilität der Symbole wird durch Ausbildung einer Reliefstruktur erreicht. Die Symbole gliedern sich dazu jeweils in einen Zentral- und in einen Randbereich. Im Zentralbereich ist die Reliefstruktur ausgebildet. Sie besteht aus aufgeschäumtem Kunststoff und besitzt die Eigenfarbe des Kunststoffes oder weist allenfalls eine geringe Verfärbung gegenüber der Eigenfarbe auf. Der Randbereich ist plan zur Kartenoberfläche und gegenüber der Eigenfarbe des Kunststoffes deutlich verfärbt ausgeführt, so daß die Reliefstruktur konturiert wird.

In 2 ist eine konturierte Reliefstruktur 3 im Schnitt dargestellt. Neben der aufgeschäumten Reliefstruktur 8, die den Zentralbereich eines Symbols bildet, befinden sich verfärbte Bereiche, die im Randbereich des Symbols liegen und eine Kontur 9 um die aufgeschäumte Reliefstruktur 8 bilden. Zur Erzeugung der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 wird der Laser entlang einer ersten Bahn geführt, die die Zentralbereiche der Symbole nachzeichnet. Zur Erzeugung der Kontur 9 wird der Laser entlang einer zweiten Bahn geführt, die aus der ersten abgeleitet wird. Die Reihenfolge der Erzeugung von aufgeschäumter Reliefstruktur 8 und Kontur 9 ist dabei frei wählbar..

Die dargestellte Reliefstruktur 3 wurde experimentell mit einem Laser der Marke FOBA DP20GS zum einen auf einer aus PETG bestehenden Ausweiskarte 1 erzeugt, wobei der Laser mit einem Diodenstrom von 28A und einer Frequenz von 55 kHz betrieben wurde. Zur Erzeugung der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 wurde der Laser mit einer Bahngeschwindigkeit von 7000 mm/s entlang den Linien eines Gitternetzes bewegt, das aus drei sich unter 45° bzw. 90° schneidenden Linien aufgespannt wurde; der Linienabstand betrug 0,07mm. Zur Erzeugung der verfärbten Kontur 9 wurde eine Punktdichte von 465 dpi eingestellt.

Zum anderen wurde mit demselben Laser die Reliefstruktur 3 auf einer Ausweiskarte 1 mit einem PVC-Kern, auf den eine Deckschicht aus einer Mischung von PET mit PC aufgebracht wurde, erzeugt. Bei dieser Karte wurden aufgeschäumte Reliefstruktur 8 und verfärbte Kontur 9 beide im gerasterten Betrieb erzeugt. Der Laser wurde dabei mit einem Diodenstrom von 26A und einer Frequenz von 55 kHz betrieben. Zur Erzeugung der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 wurde eine Punktdichte von 500 dpi, zur Erzeugung der verfärbten Kontur 9 eine Punktdichte von 465 dpi eingestellt.

Eine Vergrößerung der konturierten Reliefstruktur 3 ist in 3b dargestellt. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Reliefstruktur (3a) ist die erfindungsgemäße konturierte Reliefstruktur 3 visuell deutlich besser erkennbar.

Die Bahnsteuerung eines zur Erzeugung der verfärbten Konturen 9 einsetzbaren Lasers stellt in dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren eine besondere Herausforderung dar. Insbesondere kann nicht einfach die zur Erzeugung der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 gefahrene Bahn wiederholt werden. Um zu einer für die Erzeugung der Kontur 9 geeigneten Bahnsteuerung zu gelangen werden vier exemplarische Lösungen vorgeschlagen:

  • (a) Es wird eine Probekarte mit einer aufgeschäumten Reliefstruktur 8 erzeugt und diese anschließend geometrisch vermessen. Aus den Meßwerten werden Bahnsteuerdaten für die Kontur 9 erzeugt. Das Verfahren liefert sehr gute Ergebnisse, ist aber aufwendig.
  • (b) Aus den Bahnsteuerdaten zur Erzeugung der Reliefstruktur 8 werden rechnerisch Bahnsteuerdaten zur Erzeugung der Kontur 9 erzeugt, indem zum Beispiel zu den vorhandenen Steuerdaten jeweils ein die Breite der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 berücksichtigender Betrag addiert wird. Das Verfahren bedarf, um optisch gute Ergebnisse zu liefern, sehr aufwendiger Algorithmen und eignet sich deshalb bevorzugt dann, wenn nur eine aus wenigen einfachen Symbolen bestehende konturierte Reliefstruktur 3 ausgebildet werden soll.

4 zeigt einen aufzuschäumenden Bereich 11, innerhalb dessen ein Laserstrahl einer Bahn folgend verfahren wird. Die Eigenschaften des Laserstrahls sind dabei so gewählt, daß einem Kartenoberflächenmaterial Energie derart zugeführt wird, daß dieses eine aufgeschäumte Reliefstruktur bildet. Anhand der Abmessungen des aufzuschäumenden Bereichs 11 werden Steuerdaten zur Erzeugung einer Konturlinie 13 berechnet. Der Laser wird anschließend in seinen Eigenschaften so angepaßt, daß er derart Energie in das Kartenoberflächenmaterial einbringt, daß dieses sich schwarz verfärbt. Der Laserstrahl wird entlang den berechneten Konturlinien gelenkt. Es ergibt sich eine schwarz umrandete Reliefstruktur 15.

  • (c) Besteht die Kartenoberfläche aus einem Kunststoff, der sich, nachdem er einmal durch Lasereinwirkung aufgeschäumt wurde, nicht mehr verfärben läßt, wird die Breite eines eine Verfärbung hervorrufenden Laserstrahls breiter gewählt als die Breite eines zur Erzeugung der aufgeschäumten Reliefstruktur verwendeten Laserstrahls. In diesem Fall kann die zur Erzeugung der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 verwendete Bahn einfach nachgefahren werden. Die über die aufgeschäumte Reliefstruktur 8 hinausragenden Randbereiche der Symbole werden dann konturartig verfärbt, so daß die Kontur 9 entsteht, während die aufgeschäumte Reliefstruktur 8 selbst sich nicht oder höchstens geringfügig einfärben lässt.

5 zeigt ein Beispiel einer Überlagerung einer Reliefstruktur 21 mit einer großflächigeren Konturierungsstruktur 23. Beide Strukturen sind in einem Einlinienzeichensatz ausgeführt. Es ergibt sich das konturartig umrandete Reliefzeichen 25.

  • (d) Zur Erzeugung der Kontur wird die für die Herstellung der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 verwendete Bahn mehrfach wiederholt, wobei die Bahn bei jeder Wiederholung um einen gewissen Betrag zur ursprünglich für die Erzeugung der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 verwendeten Bahn versetzt wird. Der Versatz erfolgt vorzugsweise in den Symbolen zugeordneten Hauptrichtungen, typischerweise in +x, –x, +y, –y Richtung.

6 zeigt ein Beispiel, bei dem sich aus einem ersten Muster 31 durch Verlagern des Musters, wie es zur Erzeugung der Reliefstruktur verwendet wird, ein breiteres, „fetteres" Zeichen 33 erzeugt wird. Dieses fettere Zeichen 33 wird zur Erzeugung von Bahndaten zur Steuerung des Lasers während der Schwärzung verwendet und der aufgeschäumten Reliefstruktur 8 überlagert. Es ergibt sich ein schwarz umrandetes Reliefzeichen 35. Durch eine geeignete Festlegung des Versatzes, etwa durch Weglassen einer Hauptrichtung, läßt sich ein ähnlicher Schatteneffekt erzielen, wie er in 3b dargestellt ist.

Unter Beibehaltung des grundlegenden Ansatzes, auf einer Ausweiskarte aus Kunststoff eine konturierte Reliefstruktur 3 herzustellen, indem mittels eines in zwei unterschiedlichen Energiemoden aufgebrachten Laserstrahls in einem Schritt eine aufgeschäumte Reliefstruktur 8 und in einem weiteren Schritt eine umgebende, verfärbte Kontur 9 erzeugt wird, gestattet die erfindungsgemäße Lösung eine Reihe von weiteren Abwandlungen. So kommen neben den ausdrücklich genannten auch andere Kunststoffmaterialien in Betracht, die sich aufschäumen und verfärben lassen. Weiter lassen sich die angegebenen Bearbeitungsparameter variieren, um beispielsweise höhere aufgeschäumte Reliefstrukturen 8 oder eine größere Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erzielen. Die Parameter richten sich unter anderem selbstverständlich auch nach dem konkret verwendeten Laser und dem Zweck der konturierten Reliefstruktur 3. Die erfindungsgemäße Lösung ist ferner nicht auf Ausweiskarten beschränkt, sondern eignet sich in gleicher Weise auch für Kunststoffkarten mit anderer Funktion und mit beliebigen Formaten, etwa für Telefonkarten, Eintrittskarten oder Geschenkkarten.


Anspruch[de]
Ausweiskarte (1) mit wenigstens einer Kartenoberfläche aus Kunststoff, die zumindest ein taktiles Symbol mit einer Reliefstruktur (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Symbol einen Zentral- und einen Randbereich aufweist, wobei die Reliefstruktur (8) im Zentrum des Symbols ausgebildet ist, aus aufgeschäumtem Kunststoff besteht und die Eigenfarbe des Kunststoffes besitzt, und der den Randbereich zumindest teilweise eine Verfärbung aufweist, welche an die Reliefstruktur (8) angrenzt, so daß die Reliefstruktur (8) zumindest teilweise von einer Kontur (9) aus verfärbtem Kunststoff berandet ist. Ausweiskarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reliefstruktur (8) vollständig von der Kontur (9) umgeben ist. Ausweiskarte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (9) eine einheitliche Breite aufweist. Ausweiskarte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reliefstruktur (8) nicht verfärbt ist. Ausweiskarte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeschäumte Kunststoff der Reliefstruktur (8) und der verfärbte Kunststoff der Kontur (9) das gleiche Kunststoffmaterial aufweisen. Ausweiskarte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial PVC oder Polyester aufweist. Ausweiskarte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial Polycarbonat oder eine Mischung von Polycarbonat mit PVC oder Polyester aufweist. Verfahren zur Herstellung wenigstens eines Symbols auf einer Ausweiskarte (1) mit einer Oberfläche aus einem Kunststoffmaterial, welches die Eigenschaft hat, bei Energiezufuhr in einem ersten Energiezufuhrmodus sein Volumen durch Aufschäumen zu vergrößern und bei Energiezufuhr in einem zweiten Energiezufuhrmodus seine Farbe zu verändern, mit einem Schritt zum:

Erzeugen einer aufgeschäumten Reliefstruktur (8) auf der Ausweiskarte (1) durch Zuführen von Energie mittels eines Lasers im ersten Energiezufuhrmodus in den Zentralbereich des wenigstens einen Symbols, wobei der Laser entlang einer ersten Bahn über den Zentralbereich des Symbols bewegt wird; und

gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt:

Erzeugen von verfärbten Konturen (9) im Randbereich des Symbols um die Aufschäumungsbereiche herum durch Zuführen von Energie mittels eines Lasers im zweiten Energiezufuhrmodus wobei der Laser entlang einer Bahn geführt wird, die aus der ersten abgeleitet wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erzeugen der aufgeschäumten Reliefstruktur (8) und beim Erzeugen der verfärbten Konturen (9) die Energie jeweils durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl gerastert gesteuert wird, wobei der Energieeintrag punktweise erfolgt. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt des Erzeugens von verfärbten Konturen (9) die Zentralbereiche nicht mit dem Laserstrahl bestrahlt werden. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktdichte des Laserstrahls beim Schritt des Erzeugens der aufgeschäumten Reliefstruktur (8) gegenüber der Punktdichte zur Erzeugung der verfärbten Kontur (9) erhöht wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl beim Schritt des Erzeugens der aufgeschäumten Reliefstruktur (8) vektoriell gesteuert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens der verfärbten Kontur (9) und der Schritt des Erzeugens der aufgeschäumten Reliefstruktur (8) mit dem gleichen Laserstrahl durchgeführt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial PVC oder Polyester aufweist.






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