EP3645302B1

EP3645302B1 - Security element comprising a printed image with a three-dimensional effect

Info

Publication number: EP3645302B1
Application number: EP18734748.9A
Authority: EP
Inventors: Juan NUÑEZ; Oliver MÜLLER
Original assignee: Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2022-08-10
Anticipated expiration: 2038-06-22
Also published as: US20200147992A1; CN110678336A; CN110678336B; DE102017006040A1; EP3645302A1; WO2019001763A1; US11267277B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines physischen Sicherheitselementes mit einem räumlich wirkenden Druckbild und ein entsprechendes Sicherheitselement. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Karte aus Kunststoff, beispielsweise eine Kreditkarte oder eine Zahlungskarte mit einem räumlichen Druckbild, das ein Sicherheitsmerkmale bildet.The invention relates to a method for producing a physical security element with a three-dimensional printed image and a corresponding security element. In particular, the invention relates to a plastic card, for example a credit card or a payment card, with a three-dimensional printed image that forms a security feature.

Aus der EP 2593314 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Plastikkarte mit einem gedruckten Bild bekannt, in dem auf ein Substrat zunächst eine metallische, organische oder nicht-organische Pigmente enthaltende Beschichtung aufgedruckt wird. Auf die Beschichtung wird eine Lackschicht aufgedruckt, die ein Muster bildet und die dünner ist als die Beschichtung. Die Lackschicht wird ausgehärtet. Die Beschichtung besitzt eine höhere Plastizität als der Lack. Über die Lackschicht wird eine Deckschicht aufgebracht. Der Aufbau wird nachfolgend unter Druck und Temperatur laminiert. Beim Laminieren wird der härtere Lack vollständig in die weichere Beschichtung eingedrückt, wobei der Lack seine Form beibehält. Durch den auf diese Weise in die Beschichtung eingekerbten Lack wird die Sichtbarkeit des durch den Lack gebildeten Musters blickwinkelabhängig. Die Herstellung der Beschichtung bei diesem bekannten Verfahren erfordert die Nutzung spezieller Materialien sowie die Durchführung besonderer Schritte, wodurch die Durchführung aufwendig wird. Ferner ist die mögliche Eindringtiefe des Lackes in die Beschichtung durch deren Höhe begrenzt. Diese ist in der Regel sehr gering im Vergleich zu der Höhe des Substrats.From the EP 2593314 B1 discloses a method for producing a plastic card with a printed image, in which a coating containing metallic, organic or non-organic pigments is first printed onto a substrate. A layer of varnish is printed onto the coating to form a pattern and is thinner than the coating. The paint layer is cured. The coating has a higher plasticity than the paint. A top coat is applied over the coat of paint. The structure is then laminated under pressure and temperature. During lamination, the harder paint is fully pressed into the softer coating, while the paint holds its shape. With the lacquer being indented into the coating in this way, the visibility of the pattern formed by the lacquer becomes dependent on the viewing angle. The production of the coating in this known method requires the use of special materials and the implementation of special steps, which makes the implementation expensive. Furthermore, the possible depth of penetration of the paint into the coating is limited by its height. This is usually very small compared to the height of the substrate.

Aus der US 7455235 B2 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte mit einem visuellen Reliefeffekt bekannt. Danach wird auf einen Kern eine vollflächige Schicht aus metallischer Tinte aufgebracht. Darüber wird, mit einer größeren Dicke, eine Lackschicht aufgebracht, die ein Muster bildet. Die Lackschicht wird mittels UV Licht gehärtet, anschließend wird eine nochmals dickere Deckschicht aufgebracht. Der Aufbau wird danach laminiert. Beim Laminieren wird die Lackschicht stumpf, während die nicht von Lackschicht bedeckten Bereiche der Karte brillant bleiben. Dadurch entsteht ein dreidimensionaler Effekt. Die durch die Lackschicht herbeigeführte partielle zusätzliche Höhe wird durch die Deckschicht ausgeglichen. Die entstehenden stumpfen Bereiche wirken, als seien sie in die Kartenoberfläche eingraviert. Die bekannte Lösung liefert einen eigenständiges Kartenmerkmal. Es läßt sich allerdings nicht ohne weiteres mit anderen Kartenmerkmalen kombinieren und erfordert die Ausbildung einer hinreichend weichen und ausreichend dicken Deckschicht.From the US7455235B2 a method for producing a chip card with a visual relief effect is known. A full-surface layer of metallic ink is then applied to a core. On top of that, a layer of varnish is applied with a greater thickness, which forms a pattern. The lacquer layer is hardened using UV light, and then an even thicker top layer is applied. The structure is then laminated. When laminating, the lacquer layer becomes dull, while the areas of the card not covered by the lacquer layer remain brilliant. This creates a three-dimensional effect. The partial additional height brought about by the paint layer is compensated for by the top layer. The resulting dull areas appear as if they were engraved into the card's surface. The known solution provides an independent card feature. However, it cannot be easily combined with other card features and requires the formation of a sufficiently soft and sufficiently thick cover layer.

Aus der EP 2886357 A2 ist ein aus mehreren zusammenlaminierten Folien aufgebautes Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitsmerkmal bekannt, das auf einer Reliefstruktur basiert und einen dreidimensionalen Eindruck erzeugt. Die Reliefstruktur wird mithilfe eines Relieflackes erzeugt und/oder durch Prägen der Oberfläche der den Relieflack tragenden Folie.From the EP 2886357 A2 discloses a security document made up of several foils laminated together and having a security feature which is based on a relief structure and creates a three-dimensional impression. The relief structure is produced using a relief lacquer and/or by embossing the surface of the film carrying the relief lacquer.

Aus der WO 2004/065135 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bildes auf einem Kartenkörper bekannt, bei dem zunächst auf der Rückseite einer transparenten Kernschicht eine reflektierende Schicht ausgebildet und darauf ein bildformendes Material aufgebracht wird, das in die Kernschicht getrieben werden kann. Über das bildformende Material wird eine transparente Deckschicht gelegt. Die danach gegebene Schichtanordnung wird zu einem Kartenkörper laminiert. Dabei wird das bildformende Material in die reflektierende Schicht und in die Kernschicht getrieben und erzeugt ein eingebettetes Bild. Bei nachfolgender Betrachtung von der Vorderseite der Kernschicht her entsteht an konturierten Kanten des entstandenen eingebetteten Bildes eine verstärkte Reflexion, die einen dreidimensionalen visuellen Eindruck unterstützt.From the WO 2004/065135 A1 discloses a method for producing a three-dimensional image on a card body, in which a reflective layer is first formed on the back of a transparent core layer and an image-forming material is applied thereto, which can be driven into the core layer. A transparent topcoat is placed over the image-forming material. The resulting layer arrangement is then laminated to form a card body. In doing so, the image-forming material is driven into the reflective layer and into the core layer, creating an embedded image. When subsequently viewed from the front of the core layer, there is an enhanced reflection at contoured edges of the resulting embedded image, supporting a three-dimensional visual impression.

Aus der WO 2010/037526 A2 ist eine mehrschichtige Karte bekannt, bei dem zwischen zwei Kartenschichten ein Sicherheitselement eingebettet ist, das eine Kunststoff-oder Lackschicht mit einer Reliefstruktur aufweist. Das Sicherheitselement ist mit den angrenzenden Kartenschichten durch Klebstoffschichten verbunden.From the WO 2010/037526 A2 a multi-layer card is known in which a security element is embedded between two card layers, which has a plastic or lacquer layer with a relief structure. The security element is connected to the adjacent card layers by layers of adhesive.

WO 01/62516 A1 offenbart eine Karte mit mehreren laminierten Schichten, zwischen denen ein Sicherheitselement mit einer Reliefstruktur, z.B. in Form einer holographischen Beugungsstruktur, eingelagert ist. Die Reliefstruktur liegt in einer Lackschicht des Sicherheitselements und hat eine höhere Erweichungstemperatur als die angrenzenden Schichten. WO 01/62516 A1 discloses a card with several laminated layers between which a security element with a relief structure, eg in the form of a holographic diffraction structure, is embedded. The relief structure lies in a lacquer layer of the security element and has a higher softening point than the adjacent layers.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines räumliche wirkenden Musters auf einem Sicherheitselement anzugeben, das ohne besondere Anforderungen an die einzusetzenden Materialien oder an die durchzuführenden Verfahrensschritte umsetzbar ist, und das ein Merkmal liefert, das sich gut mit anderen Merkmalen kombinieren lässt.The object of the invention is to specify a method for producing a three-dimensional pattern on a security element, which can be implemented without special requirements for the materials to be used or the method steps to be carried out, and which provides a feature that can be easily combined with other features.

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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und ein Sicherheitselement mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 11.This object is achieved by a method and a security element having the features according to independent claims 1 and 11.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es mit gängigen Herstellungsmethoden ausführbar ist und keine erhöhten Anforderungen an einzusetzenden Materialien stellt. Das Verfahren liefert auf einfache Weise Formen und Zeichen, die räumlich wirken. Das durch das Verfahren herstellbare Merkmal eignet sich besonders für gängige Zahlungs-, Kredit- und Ausweiskarten.The method according to the invention has the advantage that it can be carried out using common production methods and does not place any increased demands on the materials to be used. The process provides forms and characters that appear spatial in a simple manner. The feature that can be produced by the method is particularly suitable for common payment, credit and ID cards.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass bei seiner Ausführung keine anderen Strukturkomponenten des Sicherheitselementes beschädigt oder beeinträchtigt werden, die eigens zur Herstellung von Merkmalen bereitgestellt werden. Insbesondere werden bei der Herstellung von Karten keine merkmalsbildenden Schichten verletzt.A particular advantage of the method according to the invention is that when it is carried out, no other structural components of the security element that are provided specifically for the production of features are damaged or impaired. In particular, no feature-forming layers are damaged during the production of cards.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Ansatz, auf einem mehrschichtigen Sicherheitselement eine Strukturschicht auszubilden, die ein Muster beinhaltet. Die Strukturschicht wird durch Laminieren in die Kemschicht des Sicherheitselementes eingedrückt, wobei sie eine mit der Kernschicht verbundene Designschicht mitverformt. Die Stärke oder Dicke der Designschicht wird dabei nicht oder nur unwesentlich verändert. Durch die Verformung der Designschicht wird das in der Strukturschicht enthaltener Muster als räumlich wahrnehmbare Bildstruktur erkennbar.The method according to the invention is based on the approach of forming a structural layer containing a pattern on a multilayer security element. The structural layer is pressed into the core layer of the security element by lamination, in the process also deforming a design layer connected to the core layer. The strength or thickness of the design layer is not changed or only slightly changed. Due to the deformation of the design layer, the pattern contained in the structure layer becomes recognizable as a spatially perceptible image structure.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die Strukturschicht in einem Druckverfahren als Lackschicht aufgebracht. Bevorzugt ist der verwendete Lack transparent.In a particularly advantageous embodiment, the structural layer is applied as a lacquer layer in a printing process. The lacquer used is preferably transparent.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.Further advantageous developments and expedient refinements of the method according to the invention result from the features of the dependent claims.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.With reference to the drawing, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below.

Es zeigen:

Figur 1: zeigt in einer teilperspektivischen Ansicht eine mit Merkmalen versehene Karte,
Figur 2: am Beispiel einer Karte zusammenzufügende Komponenten vor dem Verbinden,
Figur 3: einen Ausschnitt aus einer mit den Komponenten nach Figur 1 hergestellten Karte nach dem Verbinden,
Figur 4: eine Aufsicht auf einen Ausschnitt einer nach den Figuren 1 oder 2 hergestellten Karte,
Figur 5: eine Variante des Verfahrens nach Figur 1 vor dem Verbinden, und
Figur 6: eine nach der Variante gemäß Figur 4 hergestellte Karte nach dem Verbinden.

Show it:

figure 1: shows a map with features in a partial perspective view,
figure 2: Using the example of a map, components to be assembled before connecting,
figure 3: an excerpt from one with the components figure 1 produced card after connecting,
figure 4: a top view of a section one after the figures 1 or 2 manufactured card,
figure 5: a variant of the procedure figure 1 before connecting, and
figure 6: one according to the variant figure 4 produced card after connecting.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend am Beispiel einer Plastikkarte in einem Standardformat beschrieben, wie sie als Zahlungskarten, Kreditkarten oder als Ausweise gebräuchlich sind. Fig. 1 zeigt exemplarisch eine Chipkarte, deren Geometire beispielsweise der ISO 7810 entspricht. Das Verfahren ist jedoch nicht auf Plastikkarten beschränkt, sondern eignet sich allgemein für physische Sicherheitselemente, die aus mehreren, unter Druck und Wärme verbunden Schichten aufgebaut sind und die eine bedruckbare Oberfläche aufweisen, wie z.B. Etiketten, Schilder oder Verpackungen.The method according to the invention is described below using the example of a plastic card in a standard format, such as are commonly used as payment cards, credit cards or ID cards. 1 shows an example of a chip card whose geometry corresponds to ISO 7810, for example. However, the method is not limited to plastic cards, but is generally suitable for physical security elements that are made up of several layers bonded under pressure and heat and have a printable surface, such as labels, signs or packaging.

Figur 1 zeigt in einer teilperspektivischen Aufsicht als Beispiel für ein physisches Sicherheitselement 20 eine Karte mit einem Chip 25. Die Karte 20 besitzt typischerweise Normabmessungen, beispielsweis gemäß ISO 7810. Ihre Oberflächen sind glatt und liegen planparallel zueinander. Auf der willkürlich als obere Oberfläche 21 bezeichneten Seite trägt die Karte 20 mehrere, für einen Nutzer optisch erkennbare Merkmale, die zum Teil der Individualisierung und zum Teil der Sicherheit dienen. figure 1 shows a card with a chip 25 in a partially perspective top view as an example of a physical security element 20. The card 20 typically has standard dimensions, for example according to ISO 7810. Their surfaces are smooth and lie plane-parallel to one another. On what is arbitrarily referred to as top surface 21, card 20 bears a plurality of features visually recognizable to a user, some for personalization and some for security.

Insbesondere trägt die Karte 20 ein Muster 10, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Das Muster 10 bedeckt einen Teil der Oberfläche 21 und besitzt eine Aussparung 19, in der die Oberfläche 21 sichtbar ist. Weiter trägt die Karte 20 einen Schriftzug 23, der teilweise über das Muster 10 aufgebracht ist. Weiter trägt sie ein separates Sicherheitsmerkmal, etwa ein Hologramm 24.In particular, the card 20 bears a pattern 10 produced by the method of the invention. The pattern 10 covers part of the surface 21 and has a recess 19 in which the surface 21 is visible. Next, the card 20 carries an inscription 23 which is partially applied over the pattern 10. It also carries a separate security feature, such as a hologram 24.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Verfahrens zur Erzeugung eines Musters 10 auf einer Karte 20. Dargestellt ist in einer nicht maßstabsgerechten Explosionsdarstellung ein Teil der Komponenten der Karte 20 vor dem Verbinden. 2 FIG. 1 shows a first variant of a method for generating a pattern 10 on a card 20. A part of the components of the card 20 before the connection is shown in an exploded view that is not true to scale.

Basis der Karte 20 ist ein Träger 1 aus einem thermoplastischen Material, das in der Regel in Gestalt einer Kunststoffschicht oder eines Verbundes von mehreren Kunststoffschichten bereitgestellt wird. Bei dem Kunststoff kann es sich um PVC handeln, aber auch um andere gängige Kartenmateriealien. Entspricht die herzustellende Karte dem ISO-Standard für Kreditkarten, besitzt der Träger 1 typischerweise eine Stärke h₁ von 250 bis 700 µm. Der Träger 1 bildet die Kernschicht der Karte 20. Seine praktische Stärke des Trägers 1 hängt vom gewählten Kartenformat, vom vorgesehenen Verwendungszweck, von besonderen Vorgaben für bestimmte Kartenschichten und/oder der gewünschten Anzahl und Stärke von Einzelschichten ab, die den Träger 1 bilden.The base of the card 20 is a carrier 1 made of a thermoplastic material, which is usually provided in the form of a plastic layer or a combination of several plastic layers. The plastic can be PVC, but also other common card materials. If the card to be produced corresponds to the ISO standard for credit cards, the carrier 1 typically has a thickness h ₁ of 250 to 700 μm. The carrier 1 forms the core layer of the card 20. Its practical thickness of the carrier 1 depends on the selected card format, the intended use, special specifications for certain card layers and/or the desired number and thickness of individual layers that form the carrier 1.

Über dem Träger 1 ist eine Designschicht 3 plaziert. Die Designschicht 3 ist opak oder semitransparent. Sie ist in der Regel vollflächig über die ganze Oberfläche 11 des Trägers 1 aufgebracht und besitzt eine Stärke h₂ von 5 bis 25 µm. Typischerweise wird die Designschicht 3 im Siebdruck auf den Träger 1 aufgebracht. Verwendet wird zweckmäßig eine übliche Design-Tinte, die auf einer transparenten Lösung basiert, die mit Farbpartikeln versehen ist. Zusätzlich kann sie z.B. metallische Partikel enthalten, die einen besonderen optischen Effekt erzeugen, beispielsweise einen Glitzereffekt.A design layer 3 is placed over the carrier 1 . The design layer 3 is opaque or semi-transparent. It is generally applied over the entire surface 11 of the carrier 1 and has a thickness h ₂ of 5 to 25 μm. Typically, the design layer 3 is applied to the carrier 1 by screen printing. It is expedient to use a customary design ink on a transparent solution based, which is provided with color particles. In addition, it can contain, for example, metallic particles that create a special optical effect, for example a glitter effect.

In einer alternativen Ausführung kann die Designschicht 3 auch als separate Schicht in Gestalt einer Folie bereitgestellt werden.In an alternative embodiment, the design layer 3 can also be provided as a separate layer in the form of a film.

Die Designschicht 3 kann, wie in Fig. 2 angedeutet, mehrschichtig ausgeführt sein. Sie besteht dann beispielsweise aus einer Grundschicht 13, die etwa als weiße Schicht ausgeführt ist. Darauf befindet sich eine optisch wirksame Schicht 14, die beispielsweise als Schicht mit metallischen Partikeln ausgeführt ist. In einer Variante kann die Grundschicht 13 durch eine dünne Metallfolie gebildet sein, auf den als zweite Schicht ein Designdruck 14 aufgebracht ist. Im weiteren wird die Designschicht 3 zur Vereinfachung der Beschreibung stets als Einzelschicht dargestellt. Über der Designschicht 3 liegt eine Strukturschicht 5. Die Strukturschicht 5 ist durchsichtig, d.h. transparent oder semitransparent. Sie bedeckt typischerweise nur einen Teil der Oberfläche 11 des Trägers 1. Die Strukturschicht 5 bildet in Aufsicht ein Muster 10, das eine bildliche oder eine alphanumerische Information darstellt. Das Muster 10 kann eine einfache geschlossene geometrische Form sein, etwa ein Punkt oder ein Rechteck, oder eine komplexe Form besitzen, die Aussparungen 19 aufweist, wie etwa Buchstaben, Designmuster oder Bildmotive. Als Beispiel für ein komplexes Muster 10 ist in Figur 1 eine stilisierte Blume angedeutet, deren Zentrum durch eine Aussparung 19 gebildet ist. Das Muster 10 bedeckt nicht die gesamte Fläche der Karte. Es besteht aus Innenzonen 16 und Randbereichen 15, die sich in ihrer optischen Wirkung unterscheiden.The design layer 3 can, as in 2 indicated to be multi-layered. It then consists, for example, of a base layer 13, which is designed as a white layer, for example. There is an optically effective layer 14 which is designed, for example, as a layer with metallic particles. In a variant, the base layer 13 can be formed by a thin metal foil, to which a design print 14 is applied as the second layer. In the following, the design layer 3 is always shown as a single layer to simplify the description. A structural layer 5 lies over the design layer 3. The structural layer 5 is transparent, ie transparent or semi-transparent. It typically covers only part of the surface 11 of the carrier 1. The structural layer 5 forms a pattern 10 in plan view, which represents pictorial or alphanumeric information. The pattern 10 can be a simple closed geometric shape, such as a dot or a rectangle, or a complex shape that includes voids 19, such as letters, design patterns, or pictorial motifs. As an example of a complex pattern 10 is in figure 1 a stylized flower is indicated, the center of which is formed by a recess 19. The pattern 10 does not cover the entire area of the card. It consists of inner zones 16 and edge areas 15, which differ in their optical effect.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Strukturschicht 5 in Form einer Lackschicht ausgeführt. Eine solche Lackschicht 5 basiert auf einem Lösungsmittel oder ist lösungsmittelfrei und wird in einem Siebdruckverfahren aufgedruckt. Das Aufdrucken kann entweder auf die Deckschicht 7 oder auf die Designschicht 3 erfolgen. Nach dem Aufbringen wird die Lackschicht ausgehärtet. Ihre Stärke h₃ liegt zweckmäßig zwischen 25µm und 100 µm; im praktischen Versuchen lag die Dicke zwischen 30 und 60 µm.In the embodiment of 2 the structural layer 5 is in the form of a lacquer layer. Such a lacquer layer 5 is based on a solvent or is solvent-free and is printed using a screen printing process. Printing can take place either on the top layer 7 or on the design layer 3 . After application, the paint layer is cured. Their strength h ₃ is appropriate between 25 µm and 100 µm; in practical tests the thickness was between 30 and 60 μm.

Alternativ zu einer Ausführung als Lackschicht kann die Strukturschicht 5 auch als eigenständige Folie ausgeführt sein, in der das Muster 10 in Form einer Struktur von Aussparungen eingebracht ist.As an alternative to an embodiment as a lacquer layer, the structural layer 5 can also be embodied as an independent film in which the pattern 10 is introduced in the form of a structure of recesses.

Über der Strukturschicht 5 liegt eine Deckschicht 7. Ihre Oberseite ist glatt und bildet die Oberfläche 21 der Karte 20. Die Deckschicht 7 ist ebenfalls durchsichtig, d.h. transparent oder semitransparent. Sie wird zweckmäßig als Folie bereitgestellt und besitzt eine Stärke h₄ von 50 bis 100 µm. Zweckmäßig liegt ihre Stärke zwischen 60 und 80 µm.A cover layer 7 lies over the structural layer 5. Its upper side is smooth and forms the surface 21 of the card 20. The cover layer 7 is also transparent, ie transparent or semi-transparent. It is expediently provided as a film and has a thickness h ₄ of 50 to 100 μm. Its thickness is expediently between 60 and 80 μm.

Der Träger 1 besitzt eine im Vergleich zu den anderen Komponenten höhere Plastizität, d.h. seine Form läßt sich bei einer geringeren Temperatur dauerhaft ändern als die anderen Komponenten. Die Glasübergangstemperatur des Trägers 1 liegt niedriger als die der Deckschicht 7.The carrier 1 has a higher plasticity than the other components, i.e. its shape can be permanently changed at a lower temperature than the other components. The glass transition temperature of the carrier 1 is lower than that of the cover layer 7.

Die Deckschicht 7 verhält sich im Vergleich zu dem Träger 1 und ebenso im Vergleich zu den anderen Komponenten hart und erfährt durch ein übliches Laminieren keine oder kaum Formveränderungen, d.h. sie läßt sich maximal um 15% komprimieren.The cover layer 7 behaves hard in comparison to the carrier 1 and also in comparison to the other components and undergoes little or no change in shape as a result of conventional lamination, i.e. it can be compressed by a maximum of 15%.

Die Strukturschicht 5 besitzt eine größere oder eine ähnliche Wärmeformstabilität wie der Träger 1. Unter Druck und Wärme erfährt sie beim Laminieren in ihrem Randbereichen 15 eine Formveränderung, während sie im übrigen im wesentlichen ihre Form behält und höchsten um 10% komprimiert wird.The structural layer 5 has a greater or similar thermal stability to the carrier 1. Under pressure and heat, it undergoes a change in shape during lamination in its edge regions 15, while otherwise it essentially retains its shape and is compressed by a maximum of 10%.

Ebenso besitzt die Designschicht 3 eine größere Wärmeformbeständigkeit als der Träger 1. Die Designschicht 3 lässt sich unter üblichen Laminierbedingungen kaum komprimieren, d.h. ihre Stärke ändert sich um höchstens 15%. Die Designschicht 3 lässt sich aber durch Druckeinwirkung verformen, ohne dass sich ihre Stärke ändert. Die Verbindung der in Figur 1 dargestellten Komponenten erfolgt in zwei Phasen: in der ersten Phase wird die Designschicht 3 auf den Träger 1 aufgebracht und wird die Strukturschicht 5 auf die Designschicht 3 oder auf die Deckschicht 7 aufgebracht. In der zweiten Phase werden die danach vorliegenden Komponenten in einem üblichen Laminierverfahren unter Druck und Wärme miteinander verbunden.The design layer 3 also has a greater heat resistance than the carrier 1. The design layer 3 can hardly be laminated under normal conditions compress, ie their strength changes by at most 15%. However, the design layer 3 can be deformed by the action of pressure without its thickness changing. The connection of the figure 1 components shown takes place in two phases: in the first phase, the design layer 3 is applied to the carrier 1 and the structure layer 5 is applied to the design layer 3 or to the cover layer 7 . In the second phase, the components that are then present are connected to one another in a conventional laminating process under pressure and heat.

Der Träger 1 verhält sich beim Laminieren gegenüber der Designschicht 3 und der Lackschicht 5 weich. Auch gegenüber der Deckschicht 7 und der Strukturschicht 5 verhält sich der Träger 1 weich. D.h. während Deckschicht 7, Strukturschicht 5, Designschicht 3 und Lackschicht 5 beim Laminieren ihre Form ganz oder zumindest grundsätzlich erhalten, ändert der Träger 1 seine Form. Beim Laminieren wird die Lackschicht 5 in den Träger 1 gedrückt. Zusammen mit der Lackschicht 5 wird die Designschicht 3 in den Träger 1 gedrückt. Der Träger 1 wird dadurch überall dort, wo sich die Lackschicht 5 befindet, komprimiert und umgeformt.The carrier 1 behaves softly in relation to the design layer 3 and the lacquer layer 5 during lamination. The carrier 1 also behaves softly in relation to the cover layer 7 and the structural layer 5 . This means that while the top layer 7, structural layer 5, design layer 3 and lacquer layer 5 retain their shape completely or at least in principle during lamination, the carrier 1 changes its shape. The lacquer layer 5 is pressed into the carrier 1 during lamination. The design layer 3 is pressed into the carrier 1 together with the lacquer layer 5 . As a result, the carrier 1 is compressed and reshaped wherever the lacquer layer 5 is located.

Die Lackschicht 5 bleibt beim Laminieren im Grundsatz unverändert, jedoch ändern die Randbereiche 15 ihre Form. Die Innenzonen 16 der Lackschicht 5 bleiben im wesentlichen unverändert. Insbesondere bleibt in den Innenzonen die Stärke der Lackschicht 5 im wesentlichen unverändert; allenfalls kann es durch das Laminieren zu einer geringen homogenen Kompression der Stärke von max. 10% kommen. In den Randbereichen 15 wird die Lackschicht 5 hingegen linsenartig umgeformt. Bei Betrachtung im Querschnitt laufen die untere Oberfläche 18 der Lackschicht 5, die dem Träger 1 zugewandt ist, und die obere Oberfläche 1, die der Deckschicht 7 zugewandt ist, nach der Umformung tangential aufeinander zu und bilden einen spitzen Winkel. Die untere Oberfläche 18 steigt dabei in den Randbereichen 15 auf die obere Oberfläche 17 zu.The lacquer layer 5 remains basically unchanged during lamination, but the edge regions 15 change their shape. The inner zones 16 of the lacquer layer 5 remain essentially unchanged. In particular, the thickness of the lacquer layer 5 remains essentially unchanged in the inner zones; at most, the lamination can result in a small, homogeneous compression of the thickness of max. 10%. In the edge areas 15, however, the lacquer layer 5 is reshaped like a lens. When viewed in cross-section, the lower surface 18 of the lacquer layer 5, which faces the carrier 1, and the upper surface 1, which faces the cover layer 7, converge tangentially after forming and form an acute angle. In the process, the lower surface 18 rises in the edge regions 15 towards the upper surface 17 .

Die Designschicht 3 wird beim Laminieren dort, wo sich die Lackschicht 5 befindet, zwar verformt; ihre Stärke ändert sich dadurch aber nicht oder nur unwesentlich, d.h. weniger als 10%, und die Designschicht 3 bleibt zusammenhängend.The design layer 3 is deformed during lamination where the lacquer layer 5 is located; However, its thickness does not change as a result, or only insignificantly, i.e. less than 10%, and the design layer 3 remains cohesive.

Figur 3 veranschaulicht den resultierenden Kartenaufbau, nachdem die in Figur 2 dargestellten Komponenten zusammenlaminiert werden. In den Bereichen der Karte 20, wo die Lackschicht 5 - und somit das Muster 10 - ausgebildet ist, ist der Träger 1 komprimiert und entsprechend umgeformt. Die Lackschicht 5 ist in den Träger 1 gedrückt, wobei sie die dazwischenliegende Designschicht 3 mitgenommen hat. Die Designschicht 3 ist entsprechend der Kontur der Strukturschicht 5 verformt, hat aber ihre Stärke nicht oder nur unwesentlich, d.h. um höchstens 10%, verändert und ist zusammenhängend geblieben. Die Lackschicht 5 ist in den Innenzonen 16 im wesentlichen unverformt, d.h. ihre Stärke hat sich erfindungsgemäß um höchstens 10% verändert, und in den Randbereichen 15 linsenartig umgeformt. Die Lackschicht 5 läuft mithin in den Randbereichen 15 unter Bildung eines sanften Überganges durch abnehmende figure 3 illustrates the resulting map structure after the in figure 2 components shown are laminated together. In the areas of the card 20 where the lacquer layer 5 - and thus the pattern 10 - is formed, the carrier 1 is compressed and deformed accordingly. The lacquer layer 5 is pressed into the carrier 1, taking with it the design layer 3 lying in between. The design layer 3 is deformed according to the contour of the structure layer 5, but has not changed its thickness or only slightly, ie by at most 10%, and has remained connected. The paint layer 5 is essentially undeformed in the inner zones 16, ie its thickness has changed by at most 10% according to the invention, and is shaped like a lens in the edge regions 15. The paint layer 5 therefore runs in the edge areas 15 to form a smooth transition through decreasing

Schichtdicke bis zum Verschwinden aus. Die Designschicht 3 liegt entsprechend in den Innenzonen 16 zwischen der Strukturschicht 5 und dem Träger 1. In den Randbereichen 15 steigt sie jeweils in einem sanften, stetigen Übergang gegen die Deckschicht 8 an, um an den Übergängen zu den Aussparungen 19 bzw. zu den angrenzenden Bereichen der Oberfläche 21 ohne Muster 10 tangential auf die Deckschicht 7 zu treffen. In den Aussparungen 19 bzw. in den Bereichen der Oberfläche 21 ohne Muster 10 liegt die Designschicht 3 unmittelbar an der Deckschicht 7 an.layer thickness until it disappears. The design layer 3 lies accordingly in the inner zones 16 between the structural layer 5 and the carrier 1. In the edge regions 15, it rises in a gentle, continuous transition towards the cover layer 8, at the transitions to the recesses 19 or to the adjacent Areas of the surface 21 without pattern 10 to meet tangentially on the cover layer 7. The design layer 3 lies directly against the cover layer 7 in the recesses 19 or in the areas of the surface 21 without a pattern 10 .

Die in den Randbereichen 15 der Lackschicht 5 entstehenden sanften Übergänge zwischen Bereichen mit Lackschicht 5 und Bereichen ohne Lackschicht 5 führt zu einem in Aufsicht optisch wahrnehmbaren Effekt, weil Licht in den Randzonen 15 anders reflektiert wird als in den Innenzonen 16 und in den Zonen außerhalb des Musters 10, in denen nur die Designschicht 3 vorhanden ist. Die Wirkung des durch die Randbereiche 15 erzeugten Effektes ist, dass das durch die Lackschicht 5 dargestellte Muster 10 räumlich erscheint.The smooth transitions occurring in the edge areas 15 of the paint layer 5 between areas with a paint layer 5 and areas without a paint layer 5 lead to an optically perceptible effect when viewed from above, because light is reflected differently in the edge zones 15 than in the inner zones 16 and in the zones outside of the Pattern 10 in which only the design layer 3 is present. The effect of the effect produced by the edge regions 15 is that the pattern 10 represented by the lacquer layer 5 appears three-dimensional.

Figur 4 veranschaulicht den Raumeffekt. Gezeigt ist eine Karte 20 in Aufsicht, die ein nach den beschriebenen Verfahren hergestelltes Muster 10 aufweist. Das Muster 10 ist in dem Beispiel ein asymmetrisches "U". Der Querschnitt durch das Muster 10 entlang der Linie A-A korrespondiert prinzipiell zu dem in Fig. 3 dargestellten Querschnitt. Erhält das dargestellte Muster 10 z.B. von der linken Seite Lichteinfall, wie durch die Pfeile angedeutet, erscheinen die Randbereiche 15 unterschiedlich stark reflektierend, je nachdem, ob sie vom Lichteinfall weggeneigt sind, parallel dazu stehen, oder dem Lichteinfall entgegen geneigt sind. Die Randbereiche 15 erzeugen auf diese Weise eine Tiefenwirkung. Das Muster 10 wird dadurch in Verbindung als räumliche Struktur in der Designschicht 3 wahrnehmbar. figure 4 illustrates the spatial effect. Shown is a top view of a card 20 which has a pattern 10 produced according to the method described. The pattern 10 is an asymmetrical "U" in the example. The cross section through the sample 10 along the line AA corresponds in principle to that in 3 shown cross section. If the illustrated pattern 10 receives light incident from the left side, for example, as indicated by the arrows, the edge areas 15 appear reflective to different extents, depending on whether they are inclined away from the incidence of light, are parallel to it, or are inclined against the incidence of light. In this way, the edge regions 15 produce a depth effect. As a result, the pattern 10 can be perceived in combination as a spatial structure in the design layer 3 .

Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsvariante des beschriebenen Verfahrens, bei der die Strukturschicht 5 über die Trägerschicht 1 indirekt in eine Deckschicht 8 gedrückt wird. Dabei wird die Designschicht 3 nicht auf der der Strukturschicht 5 zugewandten Seite 11 des Trägers 1 ausgebildet, sondern auf der abgewandten Seite 12. Über der Strukturschicht 5 ist ferner, ebenfalls auf der abgewandten Seite, eine weitere Deckschicht 8 angeordnet. Ihre Oberseite ist glatt und bildet die untere Oberfläche 22 der Karte 20. Die weitere Deckschicht 8 ist, wie die Deckschicht 7, durchsichtig und besitzt eine Stärke von 50 bis 150 µm, zweckmäßig von 60 bis 90 µm. Die weitere Deckschicht 8 besitzt allerdings eine geringere Wärmeformstabilität und eine höhere Plastizität als der Träger 1 und auch als die Designschicht 3. D.h. die weitere Deckschicht 8 ist leichter plastisch verformbar als Träger 1 und Designschicht 3 und besitzt eine niedrigere Glasübergangstemperatur. Figures 5 and 6 show an embodiment variant of the method described, in which the structural layer 5 is pressed indirectly into a cover layer 8 via the carrier layer 1 . The design layer 3 is not formed on the side 11 of the carrier 1 facing the structure layer 5, but on the side 12 facing away. Its upper side is smooth and forms the lower surface 22 of the card 20. The further top layer 8, like the top layer 7, is transparent and has a thickness of 50 to 150 μm, suitably 60 to 90 μm. However, the additional top layer 8 has a lower thermal stability and higher plasticity than the carrier 1 and also than the design layer 3. Ie the additional top layer 8 is more easily plastically deformable than the carrier 1 and design layer 3 and has a lower glass transition temperature.

Beim Laminieren der in Fig. 5 gezeigten Anordnung drückt sich die Strukturschicht 5 in den Träger 1 ein. Die Strukturschicht 5 verändert dabei in den Randbereichen 15 wiederum wie anhand Fig. 2 erläutert ihr Querschnittsprofil und wird umgeformt. Durch die hochgedrückte Strukturschicht 5 wird wiederum der Träger 1 verformt und bildet deren Oberflächenkontur nach. Der Träger 1 wird dabei jedoch - anders als im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 - im Profil nicht oder höchstens unwesentlich umgeformt und behält seine Stärke h₁ im wesentlichen über die gesamte Fläche bei; als "unwesentlich" wird dabei eine homogene Änderung einer Dimension von höchstens 10% verstanden. Anstatt eine Umformung einzugehen, verformt sich der Träger 1 lediglich und bildet auf der abgewandten Seite die Kontur der Strukturschicht 5 nach.When laminating the in figure 5 The arrangement shown, the structural layer 5 is pressed into the carrier 1. The structural layer 5 in turn changes in the edge regions 15 as shown in FIG 2 explains its cross-sectional profile and is reshaped. The carrier 1 is in turn deformed by the structural layer 5 being pushed up and reproduces its surface contour. The carrier 1 is doing, however - unlike in the embodiment after 2 - in profile not or at most insignificantly deformed and essentially retains its thickness h ₁ over the entire surface; "insignificant" is understood to mean a homogeneous change in one dimension of at most 10%. Instead of undergoing a reshaping, the carrier 1 merely deforms and reproduces the contour of the structural layer 5 on the side facing away.

Auf der abgewandten Seite 6 drückt der Träger 1 auf die Designschicht 3 und die weitere Deckschicht 8. Die Designschicht 3 wird durch den Träger 1 verformt, wobei sie jedoch wiederum ihre Stärke h₂ im wesentlichen beibehält, d.h. sich um höchstens 10% ändert, und zusammenhängend bleibt. Die Designschicht 3 bildet dadurch ihrerseits die Kontur der Strukturschicht 5 nach und wird in die weitere Deckschicht 8 gedrückt.On the opposite side 6, the carrier 1 presses on the design layer 3 and the further top layer 8. The design layer 3 is deformed by the carrier 1, but again its thickness h ₂ essentially retained, ie changes by at most 10%, and remains coherent. As a result, the design layer 3 in turn reproduces the contour of the structure layer 5 and is pressed into the further cover layer 8 .

Anders als im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird in der Variante gemäß Fig. 5 nun die weitere Deckschicht 8 komprimiert und dadurch umgeformt. Infolge der Verformung der Randbereiche 15 wird das durch die der Strukturschicht 5 dargestellte Muster 10 somit auf der abgewandten Seite 6 des Trägers 1 aus als räumliches Muster wahrnehmbar.Unlike in the embodiment of 2 is specified in the variant figure 5 now the further cover layer 8 is compressed and thereby reshaped. As a result of the deformation of the edge regions 15, the pattern 10 represented by the structural layer 5 can thus be perceived as a three-dimensional pattern on the side 6 of the carrier 1 facing away.

Unter Beibehaltung des grundlegenden Gedankens, auf einem mehrschichtigen Sicherheitselement 20 ein Muster 10 mit einer räumlichen Wirkung auszubilden, indem mithilfe einer Strukturschicht 5 eine innere Schicht des Sicherheitselementes 20 verformt wird, welche eine Designschicht 3 trägt, wobei die Strukturschicht 5 selbst an ihren Randbereichen 15 linsenartig umgeformt wird, gestattet das beschriebene Verfahren eine Reihe von sinnvollen und naheliegenden Abwandlungen. So ist es etwa möglich, in den Schichtaufbauten weitere Schichten vorzusehen, die entweder mit verformt oder nicht verformt werden.While retaining the basic idea of forming a pattern 10 with a three-dimensional effect on a multi-layer security element 20 by using a structure layer 5 to deform an inner layer of the security element 20, which carries a design layer 3, the structure layer 5 itself being lens-like at its edge regions 15 is formed, the method described permits a number of sensible and obvious modifications. For example, it is possible to provide further layers in the layer structures, which are either deformed or not.

Reference List

11: Trägercarrier
33: Designschichtdesign layer
55: Strukturschichtstructural layer
66: abgewandte Seite Trägeropposite side carrier
77: Deckschichttop layer
88th: weitere Deckschichtanother top layer
1010: Mustersample
1111: Oberfläche Trägersurface carrier
1212: Andere Oberfläche TrägerDifferent surface carrier
1313: Grundschicht der Designschichtbase layer of the design layer
1414: optische Schicht der Designschichtoptical layer of the design layer
1515: Randbereich Strukturschichtedge area structural layer
1616: Innenzone StrukturschichtInner zone structural layer
1717: Oberfläche Strukturschichtsurface structure layer
1818: andere Oberfläche Strukturschichtother surface structure layer
1919: Aussparungrecess
2020: KarteMap
2121: Oberfläche Kartesurface map
2222: andere Oberfläche Kartedifferent surface map
2323: Schriftzuglettering
2424: Sicherheitsmerkmalsecurity feature
2525: Chipchip

Claims

A method for manufacturing a physical security element having a spatially appearing pattern (10), comprising the steps of:
- providing a carrier (1),

- providing at least one see-through transparent cover layer (7, 8),

- applying a design layer (3) onto the carrier (1),

- wherein either the carrier (1) has a lower dimensional stability under heat than the cover layer (7), or a cover layer (8) has a lower dimensional stability under heat than the carrier (1),

- wherein the design layer (3) is deformable under pressure,

- arranging a see-through transparent structural layer (5) between carrier (1) and cover layer (7) forming the pattern (10), wherein the structural layer (5) has a higher or a similar dimensional stability under heat than the carrier (1) or a cover layer (7, 8),

- laminating the carrier (1) and the layers (3, 5, 7, 8) under pressure and heat,
wherein
during lamination the structural layer (5) is pressed into the carrier (1) or via the carrier (1) into a cover layer (8), whereby the design layer (3) is deformed in accordance with the pattern (10) formed by the structural layer (5), and whereby the structural layer (5) in its edge regions (15) is reshaped in such a way that, in cross-section, the surfaces (17, 18) of the structural layer (5) converge tangentially, characterized in that the thickness of the design layer (3) is not changed at all or at most slightly, i.e. by max. 10%, by the deformation.
The method according to claim 1, characterized in that the carrier (1) has a lower dimensional stability under heat than design layer (3), cover layer (7) and structural layer (5), and the structural layer (5) is arranged between design layer (3) and cover layer (7), so that during lamination the design layer (3) is pressed into the carrier (1) by the structural layer (5), wherein the structural layer (5) in its edge regions (15) is reshaped lenticularly in such a way that the surface (17) of the structural layer which faces the cover layer (7) and the surface (18) of the structural layer which faces the design layer converge tangentially at the edges.
The method according to claim 1, characterized in that the design layer (3) is applied to the side (6) of the carrier (1) facing away and a further cover layer (8) is arranged thereabove, wherein the further cover layer (8) has a lower dimensional stability under heat than design layer (3), cover layer (7), carrier (1) and structural layer (5), and the structural layer (5) is arranged between carrier (1) and cover layer (7), so that during lamination the design layer (3) and the carrier (1) are pressed into the further cover layer (8) by the structural layer (5), wherein the structural layer (5) is reshaped lenticularly in such a way that the surface (17) of the structural layer (5) which faces the cover layer (8) and the surface (18) of the structural layer which faces the design layer converge tangentially at the edge regions (15) thereof.
The method according to claim 1, characterized in that the structural layer (5) is applied as a lacquer layer onto the design layer (3) and/or the cover layer (7).
The method according to claim 4, characterized in that the lacquer layer (5) is hardened.
The method according to claim 1, characterized in that the design layer (3) is a metallic ink and/or is applied onto the carrier (1) before the lamination.
The method according to claim 1, characterized in that the surface (18) of the structural layer (5) which faces the design layer rises towards the surface (17) which faces the cover layer.
The method according to claim 1, characterized in that the design layer (3) has a thickness of 5 to 25 µm and/or is applied in the form of at least two layers (13, 14) which differ in a material property.
The method according to claim 1, characterized in that the structural layer (5) has a thickness of 25 to 125 µm.
The method according to claim 1, characterized in that the cover layer (7, 8) has a thickness of 50 to 200 µm.
A physical security element which carries a spatially appearing pattern (10), having a carrier (1) on which a design layer (3), a see-through transparent structural layer (5) and a see-through transparent cover layer (7) are configured, wherein the structural layer (5) covers only parts of the security element and the pattern (10) is formed wholly or partially by the structural layer (5),
wherein the structural layer (5) is pressed into the carrier (1) and is reshaped lenticularly at its edge regions (15) so that the surfaces of the structural layer (5) converge tangentially in the edge regions (15), and through the structural layer (5) also the design layer (3) is pressed into the carrier (1), the design layer (3) being deformed in accordance with the pattern (10) in the structural layer (5),

characterized in that the thickness of the design layer (3) in the deformed regions is the same or, apart from deviations of max. 10%, almost the same as in the rest of the regions.
The security element according to claim 11, characterized in that it is configured in the form of a card in a standardized format.