BR112018007780B1

BR112018007780B1 - Elemento de segurança, disposição de segurança, método para sua produção e método de autenticação usando o mesmo

Info

Publication number: BR112018007780B1
Application number: BR112018007780-1A
Authority: BR
Inventors: Jean-Luc Dorier; Benito Carnero
Original assignee: Sicpa Holding Sa
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2022-11-16
Also published as: ES2884269T3; US10493789B2; WO2017103119A1; CL2018001277A1; EP3390067A1; MY187707A; EP3390067B9; EP3390067B1; US20180361778A1; BR112018007780A2

Abstract

LEMENTO DE SEGURANÇA, DISPOSIÇÃO DE SEGURANÇA, MÉTODO PARA SUA PRODUÇÃO E MÉTODO DE AUTENTICAÇÃO USANDO O MESMO. A invenção descreve um elemento de segurança compreendendo um primeiro e um segundo padrão formado em ou sobre um substrato, o primeiro padrão (105; 205) sendo formado por meio de elementos discretos (105a-105g; 205a-205c) de um primeiro material que são distribuídos sobre uma primeira região (101) do substrato (100; 200), o segundo padrão (106; 206) sendo formados por meio de elementos discretos (106a-106i; 206a-206c) de um segundo material que são distribuídos sobre uma segunda região (102) do substrato (100; 200), o referido segundo material sendo diferente do referido primeiro material, as referidas primeira e segunda regiões do substrato que se sobrepõem, em que os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente, uma parte dos elementos discretos do primeiro padrão (105; 205) se sobrepõe com uma parte dos elementos discretos do referido segundo padrão (106; 206), e o elemento de segurança é definido por meio do primeiro padrão (105; 205), o segundo padrão (106; 206) e um terceiro padrão (107; 207) associado com a sobreposição de alguns ou todos os elementos discretos dentre os referidos primeiro e segundo padrões.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção está no campo de elementos de segurança e métodos de autenticação, como usados para verificação da origem, autenticidade e/ou autenticidade de itens tais como produtos ou documentos de valor.

Fundamentos da Invenção

[0002] Muitos produtos de valor comercial precisam ser protegidos contra falsificação, fraude ou cópia. Para essa finalidade, produtos de alto valor, tais como perfumes e relógios, bem como documentos de valor, tais como cédulas, selos fiscais, cartões de crédito, etc, são providos geralmente com elementos de segurança.

[0003] Elementos de segurança típicos incluem, por exemplo, hologramas, marcações com corantes luminescentes ou pigmentos emitindo no espectro visível mediante a excitação, por exemplo, por radiação UV, marcas d'água ou elementos gráficos usando um tipo específico de pigmento que não é disponível facilmente e/ou que provê uma impressão óptica por meio de uma orientação específica do pigmento que é difícil de alcançar com equipamento disponível comercialmente. Um exemplo deste último é, por exemplo os chamados efeitos de "barras de rolamento" podem ser providos por meio da orientação magnética de partículas não esféricas.

[0004] Uma desvantagem de tais elementos de segurança é que podem reproduzíveis de maneira relativamente fácil e/ou não são legíveis por máquinas. Além disso, os elementos de segurança são normalmente providos de uma maneira idêntica em produtos do mesmo tipo, de modo que não podem ser usados para identificar um produto específico e não podem ser usados para distinguir entre produtos diferentes do mesmo tipo. No entanto, isso é desejável em muitos campos comerciais, pois isso permite rastrear um produto ao longo de uma cadeia de distribuição e para identificar bens roubados.

[0005] A fim de resolver esses problemas, o estado da técnica sugere o uso de tipos específicos de códigos, tais como os códigos de verificação de produtos, códigos de barras e códigos QR. No entanto, o problema de tais códigos é que a informação contida nele pode ser decodificada facilmente. Além disso, é possível ainda que falsificadores prevejam, dentro de certos limites, um código que possa ser considerados autênticos, um considerado ser autêntico, como os algoritmos usados para a produção de tais códigos em domínio público ou podem ser obtidos por meio da análise da informação provida em uma série de produtos autênticos.

[0006] A fim de tratar esses problemas de códigos pré- concebidos, o estado da técnica sugere o uso de recursos de distribuição aleatórios que são únicos para cada produto e armazenados em um banco de dados, permitindo assim identificar um produto como autêntico por comparação com as entradas dos bancos de dados. A distribuição aleatória forma um recurso de segurança que não pode ser previsto, pois não é um código pré-concebido.

[0007] Um documento descrevendo tal tecnologia é a GB 2 324 065 A, que descreve um código de identificação para cédulas ou cartões de crédito comparando um padrão de grânulos aleatórios em uma matriz plástica. A posição dos grânulos dentro da matriz plástica é única para cada produto, tais como cartão de crédito ou cédula, e por exemplo a posição de uma sequência de grânulos acima ou abaixo de uma linha que representa os uns ou zeros em um código binário que é usado para identificação do produto.

[0008] Uma tecnologia semelhante é descrita na EP 1 953 684 Al, que descreve um meio de autenticação incluindo uma disposição aleatória de manchas. Esse documento descreve que uma disposição única de manchas pode ser obtida, por exemplo, por meio da pulverização de uma tinta, que pode ser convencional ou oculta de modo a ser detectável apenas sob condições de iluminação específicas. A disposição aleatória de manchas forma um código legível por máquina que pode ser lido por meio de um processamento de imagem, formando um descritor ou um conjunto de dados que corresponda à disposição de manchas. Uma tecnologia relacionada usando compostos de marcação invisíveis que são posicionados aleatoriamente dentro de um material como matriz, formando um padrão aleatório que pode ser usado para autenticação por meio de comparação com um banco de dados, é descrito na US 7,687,271 B2.

[0009] Um problema comum de todas as tecnologias descritas acima é que a formação da disposição de manchas ou compostos de marcação, e subsequentemente o registro do padrão resultante, é realizada em um banco de dados em um único local, por exemplo, um local de fabricação. Hoje em dia muitos bens comerciais, no entanto, são preparados em processos multi-etapas realizados em locais diferentes ou por diferentes fabricantes. Um exemplo é a produção de um motor a jato onde as lâminas da turbina podem ser preparadas a partir de um material específico altamente resistente produzido em um primeiro local, e o motor é montado em outro local por mecânicos qualificados. Em tal caso, seria desejável ter disponível um meio para garantir que o material certo tenha sido usado e que a montagem tenha sido realizada corretamente. Um elemento de segurança provendo a autenticação para qualquer um destes não será suficiente para provar os dois, e um único elemento de segurança que identifica claramente um item específico produzido e capaz de rastrear o curso de fabricação de uma maneira simples, também única, é desejado. Problemas resolvidos por meio da presente invenção

[0010] A presente invenção geralmente visa prover um novo elemento de segurança capaz de melhorar o nível de segurança provido por meio dos elementos de segurança do estado da técnica.

[0011] É um objeto particular da presente invenção prover um elemento de segurança que prover um alto nível de segurança na medida que é extremamente difícil falsificar ou reproduzir ou que não pode ser previstas a partir de uma série de produtos autênticos, ainda que possam ser preparados com baixo custo com equipamento simples, é um outro objeto do presente pedido prover um tal elemento de segurança que provê vários níveis de segurança que contém diferentes padrões que são revelados sob diferentes condições, tais como condições de visualização diferentes, para assim aumentar o nível de segurança em relação a recursos de segurança de distribuição aleatória do estado da técnica.

[0012] É um outro objeto da presente invenção prover um elemento de segurança que provê um meio para segurança da autenticidade e genuinidade de um produto ou item ao longo da cadeia de produção e distribuição.

Resumo da Invenção

[0013] A presente invenção pode ser resumida por meio dos seguintes aspectos. Aspectos e modalidades adicionais preferenciais se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada.

[0014] O elemento de segurança é provido compreendendo um primeiro e um segundo padrão formado em ou sobre um substrato,

[0015] o primeiro padrão sendo formado por meio de elementos discretos de um primeiro material que são distribuídos sobre uma primeira região do substrato,

[0016] caracterizado pelo fato de que o segundo padrão é formado por meio de elementos discretos de um segundo material que são distribuídos ao longo de uma segunda região do substrato, o referido segundo material sendo diferente do primeiro material referido, as referidas primeira e segunda regiões sobrepondo o substrato, em que - os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente, - uma parte dos elementos discretos do primeiro padrão sobrepõe com uma parte dos elementos discretos do referido segundo padrão, e - o elemento de segurança é definido por meio do primeiro padrão, do segundo padrão e de um terceiro padrão associado com a sobreposição de alguns ou todos os elementos discretos do referido primeiro e segundo padrões.

[0017] O elemento de segurança pode ser tal que o primeiro material (INK1) compreende um ou ambos dentre um primeiro corante (DYE1) e um primeiro pigmento, e o segundo material (INK2) compreende um ou ambos dentre um segundo corante (DYE2) e um segundo pigmento. O elemento de segurança deste tipo é preferencialmente tal que um ou mais dentre os corantes e pigmentos presentes no primeiro e segundo materiais é luminescente.

[0018] O elemento de segurança de acordo com uma outra modalidade é tal que os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões não são distinguíveis visualmente do substrato. Preferencialmente, os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro padrão e o segundo padrão não são distinguíveis visualmente do substrato e os elementos discretos de outro dentre o primeiro padrão e o segundo padrão não são distinguíveis visualmente do substrato. Neste documento, "distinguível visualmente" e não distinguível visualmente" denotam geralmente a distinção, respectivamente a falta dela, a olho nu de um observador humano saudável sob condições típicas de iluminação, tais como sob luz artificial de uma lâmpada incandescente.

[0019] O elemento de segurança de acordo com uma modalidade é tal que o primeiro material (INK1) compreende um primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1), que mediante excitação por radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À1a do primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1) é capaz de emitir radiação eletromagnética em pelo menos uma primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1e, e o segundo material (INK2) compreende um segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2), que mediante excitação por radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À2a do segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2) é capaz de emitir radiação eletromagnética em pelo menos uma segunda faixa de comprimento de onda de emissão À2e, em que a referida primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1e do primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1) se sobrepõe com a faixa de comprimento de onda de excitação À2a do segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2), de modo que mediante a excitação com radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À1a do primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1), o segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2) é excitado, na área de sobreposição dos elementos discretos, para emitir radiação eletromagnética na faixa de comprimento de onda de emissão À2e. O elemento de segurança pode ser tal que a segunda faixa de comprimento de onda de emissão À2e não se sobrepõe com a primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1a. Além disso, o elemento de segurança pode ser tal que À1a-max < À1e-max <À2e-max, em que À1a- max, À1e-max, e À2e-max denotam os comprimentos de onda dos picos de excitação e emissão nas respectivas faixas de comprimento de onda de excitação e emissão do primeiro corante ou pigmento (DYE1) e do segundo corante ou pigmento (DYE2), respectivamente.

[0020] O elemento de segurança, de acordo com qualquer essa e outras modalidades é preferencialmente tal que os elementos discretos distribuídos aleatoriamente são obtidos por tinta de pulverização.

[0021] De acordo com outra modalidade, um bem comercial ou documento de valor é provido que compreende um elemento de segurança conforme qualquer uma das modalidades acima.

[0022] De acordo com outra modalidade, é provida uma disposição de segurança que compreende um elemento de segurança de acordo com uma das modalidades acima e um registro de dados de um índice para identificação do referido terceiro padrão. A disposição de segurança pode ser tal que também compreenda um registro de dados de um primeiro índice para identificação do referido primeiro padrão, um registro de dados de um segundo padrão para identificação do referido segundo padrão e um registro de dados de um terceiro índice para identificação do referido terceiro padrão.

[0023] De acordo com outra modalidade, um processo para produção de uma disposição de segurança como definida anteriormente é provida, compreendendo as etapas de - formar o primeiro padrão por meio da distribuição de elementos discretos do primeiro material sobre a primeira região do substrato, - formar o segundo padrão por meio da distribuição de elementos discretos do segundo material sobre a segunda região do substrato, o referido segundo material sendo diferente do referido primeiro material e as referidas primeira e segunda regiões do substrato que se sobrepõem, em que os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente, e uma parte dos elementos discretos do primeiro padrão se sobrepõe com uma parte dos elementos discretos do referido segundo padrão, - armazenar o referido índice em um registro de dados.

[0024] De acordo com outra modalidade, um método para autenticação de um elemento de segurança de uma disposição de segurança é provido, compreendendo as etapas de - obter uma imagem do referido terceiro padrão e aplicar uma rotina de indexação pré-determinada à referida imagem obtida, para gerar um índice do referido terceiro padrão, - acessar o referido repositório dos referidos registros de dados, - comparar o referido índice gerado com o conteúdo a partir do referido repositório, e - fazer uma decisão de autenticidade com base na referida etapa de comparação.

[0025] O método pode compreender as etapas adicionais de obter uma imagem do referido primeiro padrão e aplicar uma primeira rotina de indexação pré-determinada à referida imagem obtida, para gerar um primeiro índice do referido primeiro padrão, acessar um repositório dos referidos registros de dados e comparar o referido primeiro índice gerado com conteúdo do referido repositório, em que a referida decisão de autenticação é baseada também na referida comparação do referido primeiro índice gerado com o conteúdo a partir do referido repositório.

[0026] O método pode compreender as etapas adicionais de obter uma imagem do referido segundo padrão e aplicar uma segunda rotina de indexação pré-determinada à referida imagem obtida, para gerar um segundo índice do referido segundo padrão, acessar um repositório dos referidos registros de dados e comparar o referido segundo índice gerado com conteúdo do referido repositório, em que a referida decisão de autenticação é baseada também na referida comparação do referido segundo índice gerado com o conteúdo a partir do referido repositório.

[0027] Na presente invenção, os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente. Em uma modalidade, os elementos discretos de um dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente, e os elementos discretos de outro dentre o primeiro e segundo padrão são distribuídos de não aleatoriamente. Em outra modalidade, os elementos discretos de ambos dentre o primeiro e segundo padrão são distribuídos aleatoriamente. Breve descrição das Figuras A Fig. 1 mostra um exemplo de um elemento de segurança de acordo com uma modalidade; A Fig. 2 mostra um exemplo de uma vista lateral de um elemento de segurança de acordo com uma modalidade; A Fig. 3 mostra um exemplo de uma vista esquemática de uma disposição de segurança de acordo com uma modalidade; A Fig. 4 mostra um exemplo de um método para produção de uma disposição de segurança; A Fig. 5 mostra um exemplo de um método para autenticação de um elemento de segurança e uma disposição de segurança; A Fig. 6 mostra modalidades da invenção em uma configuração de sistema relacionado à geração de um elemento de segurança inventivo e uma disposição de segurança e à autenticação de um tal elemento de segurança; A Fig. 7 mostra outro exemplo de um elemento de segurança de acordo com uma modalidade; A Fig. 8 mostra exemplos de padrões de respingos de pulverização para explicar aspectos da presente invenção; A Fig. 9 mostra exemplos adicionais de padrões de respingos de pulverização para explicar aspectos da presente invenção; A Fig. 10 ilustram esquematicamente as relações de comprimento de onda entre dois corantes ou pigmentos que podem interagir energeticamente; A Fig. 11 mostra a emissão de luminescência e espectros de excitação para dois exemplos de corantes; A Fig. 12 mostra um diagrama de fluxo de um processo exemplar de inscrição de assinatura em um banco de dados; A Fig. 13 mostra um diagrama de fluxo de um exemplo de um processo de autenticação/identificação; A Fig. 14 mostra um diagrama de fluxo de outro exemplo de um processo de autenticação/identificação; a Fig. 15 mostra um diagrama de fluxo de outro exemplo de um processo de autenticação/identificação; A Fig. 16 mostra um exemplo de um método de indexação; A Fig. 17 ilustram esquematicamente um princípio de funcionamento simplificado de um nebulizador concêntrico; A Fig. 18 ilustram esquematicamente um exemplo de um sistema de microspray; A Fig. 19 ilustram esquematicamente detalhes de um sistema de microspray; A Fig. 20 mostra gráficos de componentes de cor em dois diferentes espaços de cor de acordo com uma modalidade de mistura de cor; A Fig. 21 mostra contornos extraídos usando uma operação de desconvolução de cor; A Fig. 22 mostra contornos extraídos usando um limiarização de cor; e a Fig. 23 mostra histogramas relacionados ao limiar de cor da Fig. 22. A Figura 24, particularmente as Figuras de 24a a 24e, mostram modalidades específicas de uma sobreposição de espectros como ilustram esquematicamente na Figura 10. neste documento, MAT1 e MAT2 são usados como sinônimos para INK1 e INK2, respectivamente.

Descrição detalhada da invenção

[0028] No presente pedido, os termos usados na especificação são dados no seu entendimento normal na técnica, a menos que especificado de outro modo. Independentemente disso, o seguinte provê uma lista de definições dos termos usados na presente invenção:

[0029] O termo "compreendendo" é usado indeterminadamente e permite a presença de outros componentes que não são especificamente recitados. No entanto, o termo também abrange os significados mais restritivos "consistindo em" e "consistindo essencialmente em", para que o termo também abranja a possibilidade que componentes não obrigatórios e não recitados estejam ausentes.

[0030] O termo "pelo menos" é usado para denotar que obrigatoriamente não inferior à quantidade recitada está presente. Por exemplo, o termo "pelo menos dois" requer a presença de dois ou mais dos componentes recitados, no entanto também permite a possibilidade de componentes adicionais. O termo não define como tal nenhum limite superior, mas frequentemente a quantidade de espécies ou elementos recitados é limitada na prática, bem como conhecido pelo versado na técnica. Em muitos casos, um limite superior praticável é dez vezes a quantidade recitada (por exemplo, vinte se "pelo menos dois" são recitados), preferencialmente cinco vezes e mais preferencialmente duas vezes ou três vezes. No entanto, uma maneira semelhante como descrita acima para o termo "compreendendo", o termo "pelo menos" também abrange a possibilidade de que não mais do que a quantidade recitada esteja presente, por exemplo uma quantidade de exatamente dois se "pelo menos" dois é recitado.

[0031] Similarmente, o termo "x ou mais", tal como "dois ou mais", é usado para denotar que pelo menos a quantidade recitada está presente, mas o termo também abrange a possibilidade de que mais do que os componentes recitados estão presentes. Enquanto em muitos casos a quantidade mínima recitada será suficiente, uma quantidade ou número maior pode ser preferencial para certas aplicações. Novamente, o termo por si só não define um limite superior, mas frequentemente a quantidade de espécies ou elementos recitados é limitada na prática, bem como para a pessoa versada. O termo "um ou mais" significa, preferencialmente, um, dois, três, quatro, cinco, seis ou sete, mais preferencialmente um, dois, três, quatro, ou cinco, mais preferencialmente um, dois, ou três e mais preferencialmente um ou dois, e o termo "dois ou mais" significa, preferencialmente, dois, três, quatro, cinco, seis ou sete, mais preferencialmente dois, três, quatro ou cinco, ainda mais preferencialmente dois ou três.

[0032] O termo "faixa de comprimento de onda, tal como nas expressões "faixa de comprimento de onda de emissão e "faixa de comprimento de onda de excitação", geralmente denota a faixa ao redor de um pico de emissão em um comprimento de onda Àmax excitação ou emissão a qual, respectivamente, observa-se. Mais precisamente, define a área em torno de um valor de pico Àmax em um espectro normalizado e de fundo subtraído, como medido em um substrato transparente como um filme plástico (por exemplo, poliéster) ou transportador, incluindo o respectivo pico e as bordas dele até os pontos onde a linha do espectro normalizado e de fundo subtraído cruza a linha de base (ou seja, a leitura do espectro normalizado e de fundo subtraído, onde o valor observado torna-se zero). Esta faixa é centrada em torno do respectivo pico Àmax. Uma faixa de comprimento de onda pode, assim, também ser considerada a largura do pico respectivo em um espectro de emissão ou excitação. Como um exemplo, se um determinado primeiro corante apresenta um pico em um espectro de excitação a 450 nm e a amplitude deste pico se estende para comprimentos de onda de 440 e 460 nm, respectivamente, a faixa de comprimento de onda de excitação é de 440 a 460 nm.

[0033] O termo "tinta" deve abranger qualquer composição que pode ser usada para a formação de imagem ou marca em um processo de formação de imagem ou impressão. Isso inclui tintas à base de água e orgânicas usadas para processos de impressão geralmente conhecidos, tais como impressão a jato de tinta, impressão offset, serigrafia, impressão litográfica, impressão planográfica e impressão por gravura em metal (intaglio). Em um significado preferencial, o termo "tinta" denota um material que pode ser aplicado a um substrato por meio de um processo de pulverização e que retêm em um substrato. O termo tinta, portanto, também inclui laca.

[0034] O termo "padrão" é usado para denotar um conjunto ou disposição de uma multiplicidade de elementos discretos de composição idêntica. Na presente invenção, um padrão é formado sobre ou em um substrato adequado.

[0035] A área ocupada por um padrão (também referido como área padrão) pode ser de forma regular, como um quadrado, retângulo, triângulo ou círculo, mas também pode ser de forma irregular sem limites claros. A área padrão pode ser visivelmente restrita, tal como por meio de uma linha sólida, mas também pode ser irrestrita sem limites exteriores claros. Preferencialmente, a área padrão define uma forma regular selecionada a partir de retângulo, quadrado, triângulo e indícios, tais como logos, caracteres/letras e números.

[0036] Os termos "distribuídos aleatoriamente" e "distribuição aleatória" denota uma distribuição de elementos discretos que não obedecem certos critérios de construção ou um determinado esquema. Além disso, a distribuição não forma um padrão regular, repetitivo. Uma distribuição aleatória de elementos discretos é obtida a partir de um processo aleatório para a formação de elementos discretos em um substrato. Um exemplo de um processo aleatório para a formação de elementos discretos é a pulverização em uma composição de tinta, levando a uma distribuição aleatória de manchas de tintas (elementos discretos) em um substrato. Outro exemplo de uma distribuição aleatória de elementos discretos é a distribuição aleatória de pequenas partículas em um substrato de papel obtenível por meio da adição de uma quantidade de partículas para o material a granel formando o substrato durante o processo de fabricação de papel.

[0037] O termo "elementos discretos" é usado para denotar uma entidade que forma e define uma parte de um padrão. Um exemplo de um elemento discreto é uma mancha de tinta obtida a partir de um processo de pulverização. Outro exemplo é uma partícula de determinado material.

[0038] O formato exterior dos elementos discretos não é particularmente limitada e pode ser regular ou irregular. Um exemplo de um elemento discreto de forma regular é uma mancha de tinta na forma de uma elipse em disco ou sólida. Dependendo do método de fabricação, os elementos discretos, no entanto, terão tipicamente uma forma ligeiramente irregular na medida que não há um ponto perfeito ou simetria de espelho presente em um único elemento discreto. Um elemento discreto pode, portanto, ter qualquer formato entre um formato perfeitamente simétrico e um formato totalmente irregular. Também, por exemplo no caso de uma pulverização de tinta, os elementos discretos podem ser formados a partir de gotículas individuais de tinta, mas também podem ser formados por múltiplas gotículas que formam parcialmente a tintas de sobreposição, formando juntas um elemento discreto no sentido da presente invenção.

[0039] O tamanho dos elementos discretos pode ser escolhido adequadamente e tipicamente de modo que um elemento discreto possa ser facilmente detectado por meio da tecnologia de detecção adequado. Tendo em vista a finalidade da extremidade destinada do elemento discreto da presente invenção e em consideração da necessidade de formar um padrão por meio de uma multiplicidade de elementos discretos em uma área relativamente pequena, o tamanho dos elementos discretos, expressados em termos de seu diâmetro equivalente determinado por meio de um método microscópico e como valor de número médio Dn50 da distribuição de diâmetro de elementos discretos, é preferencialmente pequena, com 200micrômetros ou menos.

[0040] O termo "faixa visível" significa a partir em torno de 400 a 700nm, a "faixa UV" de 40 a menos do que 400nm e "faixa de IR" é maior do que de 24000nm.

[0041] "Fluorescência" denota a emissão de radiação eletromagnética de um estado excitado de um material possuindo um tempo de vida T inferior a 10-5 segundos em termos de decaimento t exponencial de acordo com o e, onde T denota o tempo em segundos. «•

[0042] "Fosforescência" denota a emissão de radiação eletromagnética de um estado excitado de um material possuindo um tempo de vida t inferior a 10-5 segundos ou mais em termos de decaimento t exponencial de acordo com o e, onde T denota o tempo em segundos. «•

[0043] Uma sobreposição espacial parcial é caracterizada por meio de uma área em ou sobre um substrato em que, quando visto a partir de um eixo que se estende perpendicularmente em relação ao plano do substrato, há pelo menos três áreas reconhecíveis sob determinadas condições de visualização: uma área em que elementos discretos do primeiro padrão, mas sem elementos discretos do segundo padrão são providos, uma área em que elementos discretos do segundos padrão, mas sem elementos discretos do segundo padrão são providos, uma área em que elementos discretos do segundo padrão, mas sem elementos discretos do primeiro padrão são providos, e uma área em que tanto os elementos discretos do primeiro padrão e elementos discretos do segundo padrão são providos (elementos discretos que se sobrepõe). As determinadas condições de visualização podem incluir, em algumas modalidades, apenas comprimentos de onda de faixa visível, mas em outras modalidades também podem incluir ou consistir em comprimentos de onda nas faixas UV e/ou IR.

[0044] Se, na descrição presente, uma modalidade, característica, aspecto ou modo da invenção é indicada como preferencial, deve ser entendido que é preferencial combinar a mesma com outras modalidades preferenciais, características, aspectos ou modos da invenção, a menos que existam evidentes incompatibilidades. As combinações resultantes de modalidades preferenciais, características, aspectos ou modos fazem parte da divulgação da presente descrição.

[0045] A presente invenção também diz respeito a um método para autenticação de um artigo ou artigos que portam um elemento de segurança da invenção. O termo "artigo" deve ser entendido num sentido amplo e inclui, mas não está limitado a, notas, documentos de valor, documentos de identidade, cartões, bilhetes, etiquetas, folhas de segurança, lacres de segurança, produtos de valor, tais como perfume, e embalagens de produtos.

[0046] A Figura 1 mostra uma primeira modalidade da presente invenção. Um substrato 100 é provido, e compreende uma primeira região 101 e uma segunda região 102. A primeira e a segunda regiões se sobrepõem pelo menos parcialmente. As duas regiões também podem ser idênticas, ou uma das regiões podem envolver a outra. Na primeira região 101, uma pluralidade de elementos discretos 105a-105g é provida, de modo que formam um primeiro padrão 105. No exemplo da Figura 1, os elementos discretos são mostrados em manchas de tinta, mas isso é apenas um exemplo não limitante. A segunda região 102 contém um segundo padrão 106 formado por meio de elementos discretos 106a-106i. No exemplo mostrado o padrão 106 é um padrão de grade de linhas horizontais e verticais, mas novamente isso é apenas um exemplo não limitante.

[0047] Um padrão no sentido da presente descrição é uma disposição que é distinta de seu fundamento, ou seja, distinta da região respectiva do substrato sobre ou no qual é provido. Como tal, os elementos discretos do primeiro padrão não devem cobrir toda a primeira região do substrato e os elementos discretos do segundo padrão não devem cobrir toda a segunda região do substrato, como no caso, pois nesse caso não haveria padrão. A cobertura do padrão expressado em termos da razão de área coberta da região em relação à área total da região é preferencialmente inferior a 50%, mais preferencialmente inferior a 20%.

[0048] Os elementos discretos 105a-105g do primeiro padrão 105 são de um primeiro material, por exemplo uma tinta de uma primeira composição aplicada ao substrato 100. Os elementos discretos 106a-106i do segundo padrão são de um segundo material, por exemplo uma tinta de uma segunda composição aplicada ao substrato 100.

[0049] De acordo com o conceito da presente invenção, os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente. No exemplo da Figura 1, os elementos discretos do primeiro padrão 105 são mostrados como um padrão de respingos aleatório de manchas de tinta. Por exemplo, um tal padrão de respingos aleatórios de manchas de tinta pode ser gerado com um bocal de pulverizador e um nebulizador. O segundo padrão 106 no exemplo mostrado é um padrão determinístico, por exemplo, um padrão regular que pode ser aplicado por meio de um processo de impressão, tal como uma impressão a jato de tinta. No entanto, isso é apenas um exemplo, e o segundo padrão pode ser provido também de outras formas, por exemplo, pode ser também um padrão aleatório.

[0050] O termo "padrão aleatório" expressa que o padrão é gerado por meio de um processo que compreende uma característica aleatória de modo que um padrão não é sistematicamente reprodutível e as distribuições dos elementos discretos sobre a região do substrato para aplicações individuais do processo de geração são aleatórios e não correlacionados, semelhante ao termo de número aleatório, que expressa que um número é gerado por meio de um processo aleatório. Além da formação dos padrões de respingos aleatórios por meio de gotículas de tinta de pulverização em um substrato, uma distribuição aleatória de elementos discretos pode ser obtida também por meio da realização de uma distribuição aleatória de partículas ou fibras ou filetes durante a produção de um substrato ou uma parte de um substrato, por exemplo, distribuindo tais partículas na base de polímero de um substrato de plástico (ou uma camada plástica de um substrato composto) enquanto que a base ainda não é endurecida ou curada, ou distribuindo partículas em um substrato de papel obtido por meio da adição de uma quantidade de partículas em relação a um material a granel formando o substrato durante o processo de fabricação de papel.

[0051] Pelo menos uma parte dos elementos discretos do primeiro padrão 105 e pelo menos uma parte dos elementos discretos do segundo padrão 106 são providos de forma que eles se sobrepõem. Em outras palavras, existem seções específicas identificáveis na primeira e segunda região nas quais tanto os elementos discretos do primeiro padrão e os elementos discretos do segundo padrão estão presentes.

[0052] Para o exemplo específico da Figura 1, a Figura 1b mostra um elemento 107b que corresponde à sobreposição entre o elemento discreto 105b e os elementos discretos 106a e 106g, um elemento 107e que corresponde à sobreposição entre os elementos discretos 105e e os elementos discretos 106b e 106f, e um elemento 107g que corresponde à sobreposição entre o elemento discreto 105g e o elemento discreto 106h. Os elementos 107b, 107e e 107g formam, portanto, um terceiro padrão 107.

[0053] Outro exemplo de perto é mostrado na Figura 7, onde uma primeira mancha de tinta 701 e uma segunda mancha de tinta 702 são providas em uma região comum de um substrato 710. A sobreposição das duas manchas de tinta 701 e 702 definem uma seção 703 que é um elemento em seu próprio direito, ou seja, um elemento do terceiro padrão.

[0054] De acordo com o conceito da presente invenção, um elemento de segurança é definido por meio do primeiro padrão 1065, do segundo padrão 106 e do um terceiro padrão 107 associado com a sobreposição dos elementos discretos do primeiro e segundo padrões. Consequentemente, um processo de autenticação usando o elemento de segurança da invenção pode referir-se ao terceiro padrão para confirmar a autenticidade do elemento.

[0055] A primeira e segunda região pode ser definida implicitamente por meio da presença do primeiro e segundo padrão, respectivamente. No entanto, as áreas respectivas podem ser providas também em locais pré-determinados no substrato. Esses locais pré- determinados tem a função de permitir que um dispositivo para identificação de padrões identifique as regiões, de modo que o primeiro e/ou segundo e/ou terceiro padrão possam ser localizados facilmente. Os locais podem ser indicados indiretamente, por exemplo, como coordenadas em relação aos locais identificáveis do substrato, tal como os cantos 110, 111 mostrados na Fig. 1, ou podem ser indicados explicitamente por meio de marcações adequadas que identificam a primeira e segunda regiões. Por exemplo, as linhas pontilhadas 101 e 102, que estão no contexto geral da invenção apenas para fins de referência e geralmente não se relacionam a uma marcação visível, em uma tal modalidade especial podem se relacionar a elementos visíveis que servem para identificar a primeira e segunda região. Locais identificáveis no substrato podem ser constituídos também por meio de cantos ou outros ângulos do objeto ou contorno de documento ou limites.

[0056] O grau de sobreposição entre os dois padrões pode ser definido de qualquer maneira adequada ou desejada. Em geral, é desejável prover terceiros padrões que possuem uma cobertura pequena em relação à área de sobreposição da primeira e segunda região do substrato, pois desta forma o número de estados distintivos providos por meio dos terceiros padrões diferentes é maior, de modo que a segurança contra falsificação é aumentada e a possibilidade de uma colisão (ou seja, que dois terceiros padrões gerados independentemente são, por acaso, tão semelhantes que levam a uma indexação idêntica gerada nas maneiras descritas mais adiante) é pequena. Isso significa que a cobertura com elementos discretos formando o terceiro padrão 107b, 107e e 107g, ou seja, as porções de sobreposição de elementos discretos 105 do primeiro e dos elementos discretos 106 do segundo padrão, é preferencialmente menor, tal como 20% ou inferior, preferencialmente 10% ou inferior e ainda mais preferencialmente 5% ou inferior da área definida por meio da sobreposição da primeira região 101 e da segunda região 102 do primeiro e segundo padrão, respectivamente.

[0057] Para que a invenção funcione, um número mínimo de elementos do primeiro padrão deve se sobrepor a alguns elementos do segundo padrão na Região de Interesse (ROI). A ROI é definida como a intersecção da primeira região onde o primeiro padrão é aplicado com a segunda região onde o segundo padrão é aplicado. Para obter um número mínimo de elementos sobrepostos dentro da ROI, a probabilidade de sobreposição deve ser superior a 90%, preferencialmente superior a 95% e mais preferencialmente superior a 98%. Para alcançar uma tal probabilidade, a superfície de cobertura da ROI, definida como a razão da área coberta por meio de elementos discretos do padrão aleatório em relação a área da ROI, deve ser superior a 2%, preferencialmente superior a 5% e mais preferencialmente superior a 20%. Isso se aplica a qualquer um dentre o primeiro e segundo padrão, se ambos os padrões são formados por meio de elementos discretos distribuídos aleatoriamente. Em uma modalidade, o grau correspondente de sobreposição de elementos discretos do primeiro padrão com os elementos discretos do referido segundo padrão é tal que mais de 10%, preferencialmente mais de 30%, mais preferencialmente mais de 50% dos elementos discretos do primeiro padrão se sobrepõem com elementos discretos do segundo padrão. Esses valores percentuais dizem respeito ao número de elementos discretos, não à área coberta.

[0058] A cobertura total da ROI por elementos discretos do primeiro e segundo padrão é tipicamente de 50% ou menos, preferencialmente 40% ou menos, e mais preferencialmente 20% ou menos.

[0059] O elemento de segurança inventivo provê a vantagem de maior segurança contra falsificação ou contrafação. Em um primeiro aspecto, o uso de um padrão com distribuição aleatória de elementos discretos é de reprodução muito mais difícil do que um padrão regular, devido ao fato de que não há processo sistemático para regeneração de um padrão aleatório, pois o padrão aleatório é arbitrário e não há correlação entre padrões produzidos em instâncias diferentes. Em um segundo padrão, o uso de materiais diferentes para os elementos discretos do primeiro padrão e os elementos discretos do segundo padrão provê uma camada adicional de segurança, já que um falsificador deve analisar, obter e estar apto a processar os materiais respectivos durante a tentativa de produzir uma contrafação bem-sucedida. Em um terceiro aspecto, o uso do terceiro padrão para definir o elemento de segurança provê uma camada adicional de segurança, como uma análise direta do elemento de segurança na maioria do primeiro e segundo padrões. Preferencialmente, um ou ambos dentre a primeira e segunda marcação são invisíveis ao olho humano sob luz diurna normal ou iluminação ambiente convencional, de modo que o reconhecimento dos padrões já seja um desafio para um falsificador não iniciado. No entanto, mesmo se o primeiro e segundo padrão são reconhecíveis, não há nenhuma indicação inerente que o terceiro padrão está sendo usado para definir o elemento de segurança. Como consequência, um falsário não estará ciente da importância da relação posicional precisa do primeiro e segundo padrão, que define a sobreposição e, finalmente, o terceiro padrão, de modo que mesmo se o primeiro e segundo padrão são reproduzidos diligentemente, a relação posicional precisa provavelmente não será, permitindo desse modo a identificação do falsificador com base no uso inventivo do terceiro padrão.

[0060] Expresso de maneira diferente, o conceito da presente invenção permite a adição de um grau de segurança adicional em um elemento de segurança sem ter que aplicar uma marcação ou padrão adicional, como o terceiro padrão é provido como o conjunto de intersecção do primeiro e segundo padrões.

[0061] A Figura 2 mostra uma vista lateral de uma modalidade de um elemento de segurança. O substrato 200 compreende uma camada 201 na qual os elementos discretos 206a-206c são providos. Deve-se notar que os elementos discretos 205 podem ser vistos como correspondendo à elementos discretos105 da Figuras 1, e igualmente os elementos discretos 206 da Figura 2 podem ser vistos como correspondendo à elementos discretos 106 da Figura 1. No exemplo da Figura 2, os elementos discretos 205 são providos na superfície do substrato, enquanto que os elementos discretos 206 são providos dentro do substrato abaixo da superfície. Naturalmente, isso não é apenas um exemplo, e ambos os elementos discretos 205 e 206 podem ser providos no topo da superfície, ou ambos podem ser providos adequadamente dentro do substrato.

[0062] A Figura 2 representa esquematicamente as áreas de sobreposição 207a a 207c que resultam quando se visualiza o substrato a partir de um ângulo pré-determinado, por exemplo perpendicular à área de superfície do substrato.

[0063] A Figura 3 mostra esquematicamente uma modalidade da invenção na qual um elemento de segurança do tipo referido acima é combinado com um registro de dados de um índice para identificação do terceiro padrão 107 ou 207, a fim de prover uma disposição de segurança. Mais especificamente, como indicado na Figura 3, os recursos do terceiro padrão 207 são avaliados por meio de uma rotina de indexação 300, a fim de gerar um elemento de dados 1(207) associados com o terceiro padrão (207) e dispostos para a identificação do referido terceiro padrão. Um índice armazenado 1(207), então, pode ser usado posteriormente para autenticação do elemento de segurança, como será explicado adiante em mais detalhes.

[0064] A Figura 4 mostra uma modalidade da presente invenção para produção de uma disposição de segurança como descrita acima. Em uma primeira etapa 401, o primeiro padrão é gerado por meio da distribuição de elementos discretos do primeiro material sobre a primeira região do substrato. Na etapa 402 o segundo padrão é formado por meio da distribuição de elementos discretos do segundo material sobre a segunda região do substrato. Os elementos discretos de pelo menos dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente. Em uma modalidade, os elementos discretos de um dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente, por exemplo por meio de gotículas de tinta de pulverização, enquanto em outra modalidade os elementos discretos formando o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente (por exemplo, por meio de tinta de pulverização) e os elementos discretos formando os outros padrões são distribuídos não aleatoriamente, de modo a formar um símbolo, um logo, indícios ou outro elemento gráfico.

[0065] Deve-se notar que a ordem das etapas 401 e 402 também pode ser revertida, ou as duas etapas também podem ser realizadas paralelamente. O primeiro e segundo material são diferentes um do outro, de modo que é possível identificar uma área de sobreposição entre os dois padrões gerados por meio de elementos discretos do primeiro material e de elementos discretos do segundo material. Em princípio, os dois materiais podem ser escolhidos de qualquer maneira adequada ou desejada para alcançar esse efeito, por exemplo, pode compreender corantes e/ou pigmentos diferentes, de modo que as características óticas são diferentes sob condições pré-determinadas e torna-se possível distinguir o primeiro padrão do segundo padrão, mas também para identificar a área de sobreposição dos dois padrões. Por exemplo, os dois padrões podem apresentar respostas coloridas respectivamente diferentes quando iluminadas por radiação eletromagnética possuindo uma característica pré-determinada e onde a área de sobreposição provê uma resposta distintiva distinguível daquela do primeiro e segundo padrões. Um exemplo simples disso é o primeiro padrão apresentando uma primeira cor sob iluminação pré-determinada, por exemplo, padronizada (no sentido de CIE), o segundo padrão apresentando uma segunda cor diferente, e a área de sobreposição apresentando uma terceira cor diferente da primeira e segunda cores.

[0066] Retornando à Figura 4, o método compreende, adicionalmente, a etapa 403 de obter uma imagem do terceiro padrão seguida da etapa 404 de aplicação de uma rotina de indexação pré- determinada para o terceiro padrão obtido. Finalmente, na etapa 405 o índice gerado é armazenado em um registro de dados. O registro de dados é preferencialmente parte de um repositório de dados dedicado ao armazenamento de índices do terceiro padrão de dados.

[0067] A etapa de obtenção de uma imagem do terceiro padrão pode ser realizada de qualquer maneira adequada ou desejada. Por exemplo, isso pode compreender a iluminação da primeira e segunda região do substrato com radiação eletromagnética pré-determinada e então a realização de uma geração de imagem com um gerador de imagens adequado para capturar a resposta espectral específica de regiões de sobreposição entre o primeiro e segundo padrões. No exemplo acima, onde as regiões de sobreposição exibem uma resposta de cor específica com uma terceira cor, a etapa de obtenção de uma imagem do terceiro padrão pode compreender a realização de uma operação de filtragem de cor adequada, a qual pode ser realizada, por exemplo, por meio da definição de filtros de cor específicos na frente das lentes de um gerador de imagens, ou pode ser igualmente realizada por meio de análise digital de dados de imagem produzidos por meio do gerador de imagens, a fim de identificar adequadamente os pixels que caem na faixa de cor desejada associada com o terceiro padrão.

[0068] Uma rotina de indexação dentro do significado da presente descrição é qualquer processo que seja capaz de derivar um elemento de dados armazenável a partir do terceiro padrão obtido na etapa 403. Por exemplo, uma operação de indexação pode compreender tomar os dados de imagem do terceiro padrão (ou seja, coordenadas de um conjunto de pixels e valores de intensidade associados, por exemplo, intensidades de cores em uma escala de 0 a 255 em um espaço de cor tridimensional) obtidos a partir de um gerador de imagens como tal e, em seguida, simplesmente organizar esses dados em um formato pré- determinado para armazenamento. Preferencialmente, a operação de indexação permite uma redução na quantidade de informação a ser armazenada, de modo que não é necessário armazenar todas a informação de imagem relacionadas ao terceiro padrão. Isso pode ser realizado, por exemplo, por meio do uso de técnicas de reconhecimento de padrão conhecidas. Outra técnica que pode ser usada é definir uma grade de dimensões desejadas e gerar informações de bits em dependência na presença ou ausência de um elemento de imagem nessa grade. A Figura 16 é um exemplo de um tal técnica de grade, onde a área de sobreposição entre a primeira e segunda regiões de substrato mostradas no lado esquerdo é analisada usando uma grade N X N (N = 6 no exemplo da Figura), e os elementos diferentes da grade recebem um valor de 1 se um elemento padrão estiver presente e um valor de 9 se nenhum elemento padrão estiver presente e, subsequentemente, as fileiras da grade são simplesmente concatenadas para gerar uma cadeia de bits que pode atuar como um índice ou assinatura associada com o padrão que está sendo indexado.

[0069] A etapa de armazenamento do índice no registro de dados pode ser realizada de qualquer maneira adequada ou desejada, por exemplo por meio do registro do índice em um repositório adequado, tal como um banco de dados padrão. Preferencialmente, os índices armazenados são associados no repositório como elementos de identificação do objeto com o qual o elemento de segurança é associado. Mais especificamente, o elemento de segurança pode ser associado a um bem comercial, tal como um item à venda (maço de cigarros, recipiente de bebidas, etc.), ou pode ser associado a um documento de valor, tal como uma nota de moeda ou outra forma de instrumento de pagamento. O bem comercial ou documento de valor pode, por si só, constituir o substrato sobre ou no qual o elemento de segurança é provido, ou o substrato pode ser um rótulo para anexação ao documento comercial ou documento de valor. O bem comercial ou documento de valor pode ter elementos de identificação específicos, tais como números de série, um número de Unidade de Manutenção de Estoque (SKU) ou IDs de pacotes, que podem ser armazenados adequadamente em associação com o índice do terceiro padrão.

[0070] A Figura 5 mostra uma modalidade adicional da presente invenção. Mais especificamente, mostra um exemplo de um método para autenticação de um elemento de segurança e uma disposição de segurança do tipo descrito acima. Uma situação é considerada na qual está presente um bem comercial ou documento de valor como descrito acima. Um usuário, por exemplo um inspetor, deseja determinar se o elemento de segurança é autêntico ou não. Em uma primeira etapa 501 é obtida uma imagem de um terceiro padrão. O método de obtenção da imagem do terceiro padrão pode ser o mesmo como descrito acima em conexão com o método da Figura 4. Além disso, uma rotina de indexação e aplicada à imagem obtida, para a geração de um índice do terceiro padrão. A rotina de indexação é preferencialmente a mesma que a usada no método da Figura 4, para geração do índice a ser armazenado. Na etapa 503, um repositório de dados do registro de dados gerados para os terceiros padrões é acessado como descrito acima em conexão com a Figura 4. Então, na etapa 504 o índice gerado é comparado com o conteúdo do repositório e na etapa 505 uma decisão de autenticidade é feita com base na comparação.

[0071] As etapas individuais podem ser realizadas de qualquer maneira adequada ou desejada. Especialmente, a etapa de acesso ao repositório de registro de dados e a etapa 504 de comparação do índice gerado com o conteúdo que pode ser implementado de diferentes maneiras, dependendo, por exemplo, de como é disposto o repositório.

[0072] Em um primeiro exemplo, assumindo que o repositório contém apenas registros de dados que compreende índices de terceiros padrões, mas não associa os índices registrados com informação de identificação de bens comerciais ou documentos de valor, então as etapas de acesso do repositório e comparação com o índice gerado pode ser implementado por meio da comparação com o índice gerado com alguns ou todos os índices registrados, a fim de determinar se o índice gerado corresponde a um dos índices registrados. Se uma correspondência for encontrada, então a decisão autenticidade da etapa 505 resulta em uma confirmação de autenticidade. Se nenhuma correspondência for encontrada, então a etapa 505 resulta em uma constatação de "não- autenticidade".

[0073] Em um segundo exemplo, assumindo que o repositório contém o registro de dados nos quais os índices dos terceiros padrões são associados com a informação de identificação de itens associados com os elementos de segurança, então a etapa 503 de acesso ao repositório de índices pode compreender o uso de um elemento de segurança obtido juntamente com o terceiro padrão, a fim de encontrar um registro específico no repositório que é associado com a identificação, a fim de recuperar o índice armazenado em associação com a identificação no repositório e comparar o índice recuperado com o índice gerado. A decisão de autenticidade da etapa 505 pode então ser tal que a autenticidade é confirmada se o índice gerado e o índice recuperado correspondem, e que a autenticidade é negada no caso que o índice gerado e o índice recuperado não correspondem.

[0074] Preferencialmente, o método para autenticação também leva em conta um ou ambos dentre o primeiro padrão e o segundo padrão. Em outras palavras, o método descrito em conexão com a Figura 5 pode ser complementado por meio da etapa de obtenção de uma imagem do primeiro padrão e aplicação de uma rotina de indexação pré-determinada associada com o primeiro padrão para a imagem obtida, para geração de um primeiro índice correspondente desse primeiro padrão após o repositório de registro de dados pode ser acessado para comparar o primeiro índice gerado com o conteúdo a partir desse repositório, semelhante ao que foi descrito acima em relação ao terceiro padrão. A decisão de autenticidade então, também pode ser baseado na comparação com o primeiro índice gerado com o conteúdo do repositório. Como um complemento ou alternativa para levar em conta o primeiro padrão, o método da Figura 5 também pode ser alterado para obter uma imagem do segundo padrão e aplicar uma rotina de indexação pré-determinada associada com o segundo padrão para a imagem obtida, para gerar um segundo índice associado com o segundo padrão. Então o repositório de registro de dados pode ser acessado para comparar o segundo índice gerado com o conteúdo do repositório, a fim de basear a decisão de autenticidade também na comparação do segundo índice gerado com o conteúdo do repositório.

[0075] A Fig. 6 mostra modalidades da invenção em uma configuração de sistema relacionado à geração de um elemento de segurança inventivo e uma disposição de segurança e à autenticação de um tal elemento de segurança.

[0076] O número de referência 615 indica esquematicamente uma instalação de produção ou empacotamento, na qual os itens 614 são preparados. Exemplos de tais itens podem ser os bens comerciais ou documentos de valor mencionados acima. Na instalação 615 um sistema 610, 611 é provido para a aplicação de padrões para os itens 614 por meio da distribuição adequada dos respectivos elementos discretos, e um sistema 612, 613 é provido para a geração de imagem dos padrões aplicados. Por exemplo, o sistema 611 pode ser uma combinação de uma impressora a jato de tinta para aplicação de um padrão regular e um bocal de pulverizador para aplicação de um padrão de respingos de tinta, sob o controle de um módulo de controle 610. O dispositivo 163 pode ser uma câmera digital adequada para a captura de uma imagem do primeiro e segundo padrões, a partir dos quais uma imagem do terceiro padrão associado com a sobreposição dos elementos discretos do primeiro e segundo padrões gerados por meio de um sistema 610, 611 pode ser obtida, sob a iluminação com radiação eletromagnética provida adequadamente por meio de um elemento de iluminação 617, onde dispositivos 613 e 617 operam sob o controle de um módulo de controle 612. No entanto, como uma alternativa ou em complemento a ser capaz de capturar imagens do primeiro e segundo padrões, o dispositivo 613 também pode ser disposto e controlável de maneira que a imagem do terceiro padrão é capturada diretamente com base na resposta particular do terceiro padrão em relação à iluminação irradiada. Assim, a obtenção de uma imagem do terceiro padrão pode ser realizada por meio da captura direta de imagem e/ou indiretamente por meio do processamento de imagens do primeiro e segundo padrões. Os módulos de controle 610, 612 podem ser providos de qualquer maneira adequada ou desejada na forma de hardware, software ou uma combinação de hardware e software. Preferencialmente, os módulos de controle são providos como dispositivos de computador programáveis, onde ambos os módulos 610 e 612 podem ser providos separadamente, mas também podem ser incorporados por meio de uma única unidade de computador.

[0077] O sistema da Fig. 5 também possui um repositório de dados 620, o qual é disposto de modo que possa comunicar pelo menos com o elemento de controle 612 da instalação 615. O repositório 620 está preferencialmente em um local remoto a partir da instalação 615, mas a instalação 615 e o repositório 620 podem estar também no mesmo local. O módulo de controle 621 conectado a uma unidade de armazenamento 623 pode trocar dados com o módulo de controle 612, a fim de realizar as operações descritas acima de armazenamento de um índice de um terceiro padrão em um registro de dados. A conexão pode ser feita por qualquer método de comunicação adequado ou desejável, por exemplo, por fios ou sem fios, através de canais dedicados ou através de uma rede de comunicação de uso geral, tal como uma rede telefônica ou rede de interconexão por computador. De acordo com uma modalidade, a comunicação compreende o uso da Internet.

[0078] Com referência à modalidade do método descrito acima da Fig. 4, as etapas 401, 402 podem ser realizadas por meio do sistema 610, 611, enquanto que as etapas 403, 404 podem ser realizadas por meio do sistema 612, 613, 617 e a etapa 405 podem ser realizadas por meio do módulo 621. No entanto, nota-se que as imagens do primeiro e segundo padrões capturados pelo dispositivo 613 podem ser processadas também pelo módulo 621 no repositório de dados, a fim de obter o terceiro padrão e, subsequentemente, gerar o índice para armazenamento.

[0079] Além disso, o exemplo da Fig. 6 mostra esquematicamente um dispositivo de inspeção 631 designado para realizar as etapas em um método de autenticação de um elemento de segurança e disposição de segurança do tipo descrito acima. O dispositivo de inspeção é preferencialmente um dispositivo móvel, mais preferencialmente um dispositivo manual portátil, por exemplo, um telefone móvel programado apropriadamente. No exemplo, um item 614 é iluminado por meio de uma fonte 630 de radiação eletromagnética adequada para a identificação do terceiro padrão. O dispositivo de inspeção 631 compreende um gerador de imagens adequado para capturar uma imagem do primeiro e segundo padrões, a partir dos quais uma imagem do terceiro padrão associado com a sobreposição de elementos discretos do primeiro e segundo padrões podem ser obtidos, e/ou podem ser dispostos e controláveis de modo que imagem do terceiro padrão é capturada diretamente com base na resposta particular do terceiro padrão para a iluminação irradiada.

[0080] O repositório de dados 620 compreende um módulo de comunicação 622 que pode se comunicar apropriadamente com o dispositivo de inspeção 631. A comunicação pode ser feita por qualquer método de comunicação adequado ou desejável, por exemplo, por fios ou sem fios, através de canais dedicados ou através de uma rede de comunicação de uso geral, tal como uma rede telefônica ou rede de interconexão por computador. De acordo com o exemplo mostrado, a comunicação envolve uma conexão sem fio usando antenas, por exemplo, através de um sistema de telefonia móvel.

[0081] Com referência à modalidade do método descrito acima da Fig. 5, a etapa 501 pode ser realizada em um dispositivo de inspeção 631, mas pode ser realizada também por meio do módulo de controle 621 no repositório de dados.

[0082] O mesmo se aplica à etapa 502. A etapa de acesso 503 pode ser realizada por meio do módulo de controle enquanto as etapas 504 e 505 podem ser realizadas novamente no módulo de controle 621 e/ou no dispositivo de inspeção 631. De acordo com uma modalidade preferencial, o dispositivo de inspeção 631 captura, respectivamente, imagens de iluminado adequadas da primeira e segunda regiões do substrato, envia essa informação para o repositório de dados 620 e todas as etapas 501 a 505 são realizadas por meio do módulo de controle 621, a fim de devolver o resultado de autenticação da decisão de autenticidade em relação ao dispositivo de inspeção 631, o qual pode notificar um usuário do dispositivo de inspeção de forma apropriada, por exemplo através da informação em um visor do dispositivo 631. Essa modalidade tem a vantagem de manter a estrutura do dispositivo de inspeção de maneira simples em termos de funcionalidade de autenticação, pois a maioria do processo de autenticação é realizado no repositório 620, e a segurança do processo de autenticação é aumentada, já que nenhum dos componentes para realização do processo são acessíveis fora do repositório.

[0083] O módulo de controle 621 pode ser provido de qualquer maneira adequada ou desejada na forma de hardware, software ou uma combinação de hardware e software. Preferencialmente, o módulo de controle é provido como um ou um conjunto de dispositivos de computador programáveis, especialmente como um servidor acessível através de uma rede, que compreende um mecanismo de banco de dados para gerenciamento dos registros de dados mantidos no dispositivo de armazenamento 623 e com módulos de processamento adicionais para a realização de um ou mais etapas de processamento descritas acima na conexão com as Figuras 4 e 5.

[0084] A presente invenção pode ser incorporada também como partes de código de software projetadas para permitir os métodos descritos acima quando carregados e executados em um sistema de controle ou módulo de controle. A invenção pode ser incorporada como um portador de dados mantendo tais partes de código de software.

[0085] Agora, serão descritas modalidades adicionais e aspectos da presente invenção.

[0086] O primeiro e segundo material podem ser escolhidos de qualquer forma adequada ou desejada. Por exemplo, o primeiro material pode compreender um ou ambos dentre um primeiro corante e um primeiro pigmento, e o segundo material pode compreender um ou ambos dentre um segundo corante e um segundo pigmento. Preferencialmente, um ou mais dentre os corantes e pigmentos presentes no primeiro e segundo materiais é luminescente, ou seja, exibe um ou ambos dentre fluorescência e fosforescência. Isso provê um nível adicional de segurança contra falsificação, pois a autenticação pode ser baseada não apenas na aparência dos padrões, mas também em características espectrais específicas do material ou materiais luminescentes, ou seja, a excitação específica e faixas de comprimento de onda de emissão que são características da luminescência do material.

[0087] De acordo com uma modalidade adicional, o elemento de segurança pode ser provido de modo que os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões não são distinguíveis visualmente do fundo, ou seja, do substrato. Em outras palavras, o padrão respectivo é projetado para ser invisível para um observador humano sob condições convencionais, por exemplo, quando se olha o elemento de segurança sob a iluminação da luz do dia ou luz branca ambiente normal usando apenas o olho nu. Isso aumenta a segurança contra a falsificação ou contrafação, como um falsificador não pode ver o padrão prontamente, que aparece somente sob condições especiais, por exemplo, quando iluminado dentro de uma faixa de comprimento de onda particular que leva a uma resposta espectral pré-determinada, por exemplo, uma resposta luminescente.

[0088] A determinação de distinguibilidade visual pode ser realizada de qualquer forma adequada ou desejada. Por exemplo, pode ser determinado que um padrão não é distinguível visualmente quando o contraste do padrão em relação ao fundo (ou seja, o substrato) está abaixo de um limite pré-determinado. O contraste pode ser medido de qualquer forma adequada ou desejada, por exemplo, como a relação de luminescência entre padrões e fundo e a luminescência média de ambos os padrões e fundo, ou como a relação da diferença de luminescência entre padrões e fundo e a luminescência do fundo. O contraste pode ser definido também em relação à cor, ou seja, como contraste de cor, por exemplo, usando a crominância no lugar de luminância, ou uma medida de contraste pode ser usada para levar em conta tanto cor e luminância. O limite pode ser definido para 5%, preferencialmente para 2% e mais preferencialmente para 1%. A observação também pode ser medida por qualquer forma adequada ou desejada, por exemplo, por meio da simples inspeção visual por meio de um observador humano ou também usando qualquer observador padrão pré-determinado. A iluminação pode ser escolhida de qualquer forma adequada ou desejada, pode ser usada, por exemplo, uma lâmpada incandescente de tungstênio ou sistema de iluminação semelhante, ou luz do sol. É possível usar também qualquer iluminante padrão adequado. Um iluminante padrão pode escolhido em qualquer forma adequada ou desejada, e por exemplo, ser um Iluminante Padrão CIE A, B, C ou D. Um observador padrão pode ser igualmente escolhido de qualquer forma adequada ou desejada, e por exemplo, ser um Observador Padrão 2° CIE 1931 ou um Observador Padrão 10° CIE 1964.

[0089] Particularmente, o elemento de segurança pode ser provido de modo que os elementos discretos de um dentre o primeiro padrão e o segundo padrão não provejam um contraste em relação ao substrato que é perceptível visualmente, e os elementos discretos do outro dentre o primeiro padrão e o segundo padrão provêm um contraste em relação ao substrato que é perceptível visualmente. Em outras palavras, um dentre o primeiro e o segundo padrões é invisível enquanto o outro é visível. Isso aumenta a segurança, pois aumenta a tendência que um falsificador irá se concentrar no padrão visível e perder o padrão invisível, o que por sua vez reduz significativamente a probabilidade de que um falsificador reproduzirá corretamente o padrão invisível não apenas em termos de material e aparência, mas também na relação espacial correta em relação ao padrão visível. Como consequência, o risco de um falsificador reproduzir o terceiro padrão é reduzida.

[0090] Em outras palavras, uma tal disposição compreende um primeiro padrão formado por meio de elementos discretos distribuídos a partir de um primeiro material que é visível a olho nu sob iluminação convencional (um "padrão perceptível"), e um segundo padrão formado por meio de elementos discretos distribuídos a partir de um segundo material que não é visível a olho nu sob as mesmas condições de visualização (um "padrão não perceptível"), provê uma combinação de um recurso de segurança evidente e disfarçado. Se, como descrito em uma modalidade da invenção, o padrão não-perceptível é provido em uma área de sobreposição com a área na qual o padrão perceptível é provido, é possível criar um elemento de segurança único que, em um primeiro aspecto, é específico do produto e pode ser checado e autenticado por meio de um equipamento de processamento de imagem de baixo custo e disponível facilmente para o padrão visível, e que, em um segundo aspecto, pode ser verificado por sua autenticidade, via de produção e origem usando tecnologia mais sofisticada. Por exemplo, tomando o exemplo acima de uma lâmina de turbina de um motor a jato, um primeiro padrão visível, por exemplo um padrão de pulverização obtido usando tinta vermelha, pode ser provido por meio do fabricante do material de turbina, para autenticar assim a origem e a qualidade do material de turbina. Um segundo padrão (invisível), por exemplo, um padrão de pulverização obtido a partir de uma tinta clara e incolor contendo um corante fluorescente, que é provido em ou sobrepondo a região na qual o primeiro padrão visível é provido, pode então autenticar o local de fabricação. Pela combinação de dois padrões, por exemplo, por meio do padrão formado pelas áreas de sobreposição (parcial) de elementos discretos que formam o padrão visível e invisível, respectivamente, um único elemento de segurança é formado de modo que, simultaneamente, confirma a origem do material, bem como sua própria fabricação, em que este último pode ser verificada apenas por alguém que tenha conhecimento do padrão invisível (e ter acesso a um banco de dados que contenha a informação provida por meio do padrão invisível). Todo o caminho de produção pode então ser verificado por alguém que tenha acesso ao banco de dados no qual a informação extraível apenas a partir dos padrões combinados (por exemplo, as áreas de sobreposição de elementos discretos de diferentes padrões) são armazenados.

(Padrões) de respingos de pulverização aleatório

[0091] De acordo com uma modalidade, os elementos de segurança são providos de modo que os elementos discretos distribuídos aleatoriamente são obtidos por meio de uma tinta de pulverização, a fim de gerar um padrão de respingos aleatórios de manchas de tinta. Isso pode ser realizado de qualquer forma adequada ou desejada. Por exemplo, uma configuração de bocal de pulverizador adequada, oferecem flexibilidade e um amplo espaço de parâmetro de operação, particularmente para a escassez de pulverizadores, é um nebulizador concêntrico. Um princípio de funcionamento simplificado de tal dispositivo é ilustrado na Figura 17, que mostra um diagrama transversal de uma cabeça de pulverização de nebulizador concêntrico, e pode ser descrito da seguinte forma: O líquido (por exemplo, tinta) 1702 é alimentado em uma central capilar por meio de uma válvula de dosagem; O gás (por exemplo, ar) 1701 flui coaxialmente em torno do capilar e desanexa o menisco líquido em uma extremidade de ponta por força de arrastamento e/ou por meio do efeito Venturi (com maior velocidade do fluxo de gás); O fluxo de gás nebuliza o líquido; O fluxo de gás transporta as gotículas nebulizadas a jusante.

[0092] Um exemplo de um dispositivo de pulverização adequado é o dispositivo de pulverização Nordson MicroSpray EFD787-MS vendido comercialmente, que pode ser operado em modo pulsado. O modo de pulso permite que volumes muito pequenos de líquido por marca de pulverizador, ritmo rápido (até 30 Hz) e uma ampla gama de fluxos de gás de nebulização variáveis.

[0093] Mais detalhas de um sistema de micro-pulverizador são representados na Figura 18 e Figura 19. É composto pela cabeça de micro- pulverizador, reservatório de líquido 1801, um controlador 1803 e vários redutores de pressão, válvulas e tubos de gás. A pressão do circuito de admissão pode ser de 6 bar, que é também a pressão de atuação da válvula 1804 (pvalve 1805). O reservatório é pressurizado com pres 1806 (normalmente 1 bar) para que o líquido seja empurrado para dentro do capilar 1902 quando a válvula é aberta. O pres tem uma influência menor nas características dos respingos de pulverização, mas pode ser ajustado de acordo com a viscosidade líquida, por exemplo, pode ser aumentado a medida que a viscosidade do líquido aumenta, a fim de preservar volumes de líquidos idênticos por borrifo de pulverizador em diferentes viscosidades.

[0094] Outros parâmetros de pulverização de interesse podem ser o curso da válvula de pistão 1901, a qual está relacionada à taxa de transferência de líquido durante o tempo de abertura da válvula (AT) e ao fluxo do gás de nebulização (Qneb). Este último é determinado por meio da pressão do gás de nebulização 1807 (pneb) e da condutância do bocal. A condutância do bocal está diretamente relacionada à seção transversal anular entre o diâmetro da agulha (capilar) exterior 1902 e o diâmetro do orifício da tampa do bocal 1903 (ver Figura 19). O curso do pistão pode, por exemplo, ser ajustado usando um botão rotativo 1802 com uma escala. A criação de respingos de pulverização difuso é realizado preferencialmente usando volumes de líquidos muito pequenos por borrifo. Consequentemente, o curso da válvula pode ser ajustado próximo de seu valor mínimo.

[0095] O diâmetro interno da agulha do distribuidor pode ser escolhido de acordo com a viscosidade da tinta.

[0096] Para tintas de viscosidade com valores típicos de 1 a 10 cp (centipoise - mPa.s), uma faixa de diâmetro interno de 150 - 200 μm é adequada. Esse diâmetro pode ser aumentado para fluidos de maior viscosidade. O comprimento da agulha pode ser de ^ polegadas (12,7mm), o que faz com que a ponta saia ligeiramente da extremidade do bico. O diâmetro exterior da agulha pode ser de 400 μm e o diâmetro interior do bocal pode ser de 0,9 mm, o que deixa uma seção transversal anular de 0,5 mm2 para o gás de nebulização. Essa lacuna pode ser variada para o ajuste do grau de atomização e aerodinâmica da névoa de pulverização em direção ao substrato (nebulização e velocidade) para um determinado gás, a fim de gerar padrões de um tipo desejado. Um anel centralizador de agulha também pode ser usado para impor a geometria axial, resultando em um lugar de pulverização axialmente simétrico. O gás de nebulização pode fluir continuamente, enquanto o líquido pode ser pulsado.

[0097] A uma pressão de gás de 1 PSI (libra por polegada quadrada), o fluxo do gás de nebulização foi estimado em 2 a 3 l/min, o que corresponde aproximadamente a uma velocidade de gás local na saída do bocal de 8-12 m/s. O número Reynolds (Re) pode ser estimado tendo em conta o diâmetro hidráulico da saída do bocal anular. Pode estar na faixa de 800 - 1200, que é característico de fluxos laminares. O fluxo laminar resulta em uma nebulização mais grossa quando comparada à operação padrão de um dispositivo de pulverização com 10 vezes mais velocidade e um número Re no regime turbulento.

Tabela 1

[0098] A Tabela 1 mostra um exemplo dos parâmetros de funcionamento do pulverizador com suas faixas e valores preferenciais para obter respingos de pulverização adequados para produzir um padrão aleatório de acordo com a presente invenção. A distância (L) a partir da saída do bocal de pulverizador para o substrato é também um parâmetro. Quanto maior a distância, mais ampla e mais difusa será os respingos de pulverização. Uma vez que a nebulização também ocorre durante o voo da névoa de pulverização, uma maior distância leva a um menor tamanho médio de gotículas. No entanto, sob as condições da Tabela 1, esse efeito é observável apenas a uma curta distância de pulverização (L < 20 mm), que é inadequada devido à não uniformidade espacial dos respingos de pulverização e tamanho médio de gotículas muito grande. Uma escolha adequada para L é entre 30 - 60 mm para um diâmetro do ponto de pulverização de 15 - 30 mm.

Substrato

[0099] O elemento de segurança da presente invenção compreende pelo menos dois padrões formados por meio de elementos discretos distribuídos em ou sobre um substrato. O substrato para essa finalidade é determinado principalmente pelo uso final do elemento de segurança. Se o elemento de segurança deve ser usado em, por exemplo, uma cédula, é evidente que, em seguida, o substrato pode ser o substrato de cédula feito principalmente de papel, mas em outros casos podem ser usados plásticos, ou materiais híbridos nos quais plásticos e papel são combinados.

[00100] Para o versado na técnica é ainda evidente que o substrato e o material formando os elementos discretos distribuídos aleatoriamente neles ou naqueles podem ser escolhidos de modo a ser compatíveis um com o outro, de modo que a presença, e particularmente a posição e/ou tamanho dos elementos discretos que formam o padrão, podem ser inspecionados para fins de autenticação. Por exemplo, os elementos discretos distribuídos aleatoriamente podem ser formados por meio da pulverização de duas composições de tintas diferentes para formar assim dois padrões, e nesse caso o substrato pode ser um substrato no qual uma tinta pode ser mantida e fixada, tal como papel ou papelão. Nesse caso, o padrão (ou seja, a posição e tamanho dos elementos discretos distribuídos aleatoriamente) pode ser inspecionado por meio de um equipamento de processamento de imagem convencional, pois o padrão é facilmente visível.

[00101] Em uma modalidade da invenção, os elementos discretos distribuídos aleatoriamente estão presentes no substrato. Por exemplo, isto pode ser alcançado por meio da mistura de partículas, que representam as partículas discretas formando um padrão, na massa do substrato durante o seu fabrico. Por exemplo, uma pequena quantidade de duas partículas fluorescentes UV diferentes podem ser incluídas na polpa para o processo de fabricação de papel e os padrões formados por meio dos dois tipos de partículas distribuídas aleatoriamente podem ser então observados por meio da iluminação do substrato incluindo as partículas fluorescentes UV com luz UV e medição das posições e/ou intensidades resultando das partículas distribuídas aleatoriamente.

[00102] Um efeito semelhante pode ser obtido por meio da mistura de materiais diferentes (por exemplo, com cor diferente) em uma matéria prima plástica translúcida ou transparente antes da formação de um substrato de plástico, por exemplo, para um cartão de crédito. Novamente, o padrão de distribuição das diferentes partículas pode ser usado para autenticar um elemento de segurança.

[00103] Uma outra possibilidade de incluir partículas (como um exemplo de elementos discretos) em um substrato é o uso de partículas detectáveis de cor diferente em um adesivo que é usado para a formação de etiquetas adesivas transparentes tendo uma camada de plástico transparente ou translúcida. Neste documento, dois ou mais padrões podem ser formados por partículas distribuídas aleatoriamente de dois ou mais tipos, que estão presentes em uma camada adesiva que é colada a um material a ser autenticado (por exemplo, uma caixa de papelão contendo sapatos de alto valor). A camada de adesivo está então, preferencialmente, de tal tipo que uma parte do adesivo contendo as partículas de diferentes tipos permanece no material a ser autenticado, por exemplo, usando um adesivo com baixas propriedades coesivas, ou para que alguns dos materiais (por exemplo, a camada de papel superior de uma caixa de papelão) permanece anexada. De tal maneira, a autenticação de rótulos que podem ser simplesmente produzidos pode ser provida a um fabricante, e esses rótulos não podem ser destacados do produto autêntico sem destruir o rótulo.

[00104] Como já foi descrito extensivamente, o padrão pode ser formado também por elementos discretos distribuídos aleatoriamente que são providos no substrato. Isto pode ser alcançado, por meio da provisão dos elementos discretos formando o padrão de tal forma no substrato que uma distribuição aleatória e não predeterminada é alcançada. Preferencialmente, nesse caso a distribuição aleatória dos elementos discretos é alcançada por meio de um processo de aplicação aleatório, tal como pulverização. A pulverização permite alcançar uma distribuição aleatória de manchas de tinta sobre o substrato, cada uma das manchas de tinta formando um elemento discreto que é parte de um padrão das manchas de tinta.

[00105] Claro, também é possível usar uma combinação de elementos discretos distribuídos aleatoriamente dentro do substrato, formando um primeiro padrão, e elementos discretos distribuídos aleatoriamente sobre o substrato, formando um segundo padrão. Elementos discretos formando um padrão

[00106] Os elementos discretos que formam um padrão não são particularmente limitados, contanto que eles possam ser detectados pela tecnologia de detecção disponível.

[00107] Um exemplo preferencial são manchas de tinta formadas a partir de duas ou mais composições de tinta diferentes (formadas a partir de gotículas de tinta que são providas por um processo aleatório no substrato, tal como por pulverização), que formam elementos discretos distinguíveis tendo certas propriedades intrínsecas detectáveis (por exemplo, cor, luminescência, reflexão) e propriedades extrínsecas (posição relativa a uma marca de orientação no substrato, tamanho, forma). As manchas de tinta podem ser circulares, mas também podem ter um formato irregular, como produzido por meio das sobreposições das gotículas de tinta ou por meio da irregularidade ou aspereza do substrato.

[00108] Adicional ou alternativamente, os elementos discretos podem ser providos no substrato. Em princípio, qualquer material particulado que é concebível após sua incorporação pode ser usado para essa finalidade. Materiais adequados incluem pigmentos e partículas de metal. Regiões de padrão

[00109] A área de um padrão, quando corresponde à primeira e segunda descrita do substrato é definida geralmente por meio de elementos discretos aleatório presente aleatoriamente, de modo que toda a área na qual os tipos respectivos de elementos discretos distribuídos aleatoriamente estão presentes, é considerada como área de padrão. No caso de uma inclusão de partículas sobre o substrato por meio da adição de partículas durante o processo de produção, para formar elementos discretos distribuídos aleatoriamente dentro do substrato, por exemplo, por meio da adição de pigmentos fluorescentes à polpa de fabricação de papel, todo o substrato forma a área de padrão. Se os elementos discretos distribuídos aleatoriamente forem formados por gotículas de tinta distribuídas aleatoriamente por um processo de pulverização, toda a área na qual as manchas estão presentes no substrato formam a respectiva área de padrão.

[00110] É imediatamente evidente que os dois ou mais padrões empregados na presente invenção definem duas ou mais regiões de padrão, isto é, uma para cada padrão. As regiões de padrão dos dois ou mais padrões se sobrepõem, pelo menos parcialmente, para permitir a utilização de uma informação relativa entre os elementos discretos dos padrões diferentes para permitir a geração do terceiro padrão que é associado com a sobreposição dos elementos discretos do primeiro e segundo padrões. Um exemplo para tal modalidade preferencial é a provisão de dois padrões formados por meio da pulverização de duas tintas, por exemplo, uma tinta amarela e uma tinta ciano, para assim formar padrões de elementos discretos distribuídos aleatoriamente (manchas de tinta) em áreas iguais ou sobrepostas. Nesse caso, normalmente algumas das manchas de um primeiro padrão irão se sobrepor às manchas de um segundo padrão, e a área de sobreposição dos elementos discretos distribuídos aleatoriamente forma um terceiro padrão (por exemplo, em verde devido à combinação de ciano e amarelo por subtração de cores) que pode ser usado para fins de autenticação.

[00111] Em uma modalidade preferencial, as áreas de padrão definidas por meio dos elementos discretos distribuídos aleatoriamente dos dois ou mais padrões se sobrepõem em pelo menos 50%, e mais preferencialmente em pelo menos 75%. Em uma modalidade ainda mais preferencial, as áreas de padrão (por exemplo, as regiões de substrato 101, 102) definidas por meio de todos os elementos discretos de todos os padrões são idênticas.

[00112] A área de padrão de um dentre os dois ou mais padrões, de dois dentre os dois ou mais padrões ou de todos dentre os dois ou mais padrões (no caso de mais de dois padrões) pode ser restringida por uma marcação externa, como uma linha. Pode ser preferência prover tal marcação ou linha a fim de prover uma base para a avaliação da informação codificada por meio da distribuição aleatória (por exemplo, a posição de um elemento discreto específico em relação um cruzamento ou borda da linha restringindo a área de padrão). A marcação exterior pode assumir qualquer forma, por exemplo, a forma de uma simples caixa retangular, mas também pode assumir a forma de indícios, logotipos, números ou caracteres.

[00113] O tamanho da área de padrão não é particularmente limitado, mas é preferencialmente grande o suficiente para permitir a detecção adequada. Como um exemplo, a área de padrão é 0,1 cm2 ou maior. Sobreposição de padrões

[00114] Um exemplo de dois padrões, cada um com elementos discretos formados a partir de materiais diferentes é, por exemplo, um primeiro padrão de pulverização formado a partir de elementos discretos de uma primeira cor (por exemplo amarelo) e um segundo padrão de pulverização formado a partir de uma cor diferente (por exemplo ciano).

[00115] Uma vantagem da presente invenção, que utiliza dois ou mais padrões feitos de materiais diferentes, é que um nível adicional de informação pode ser adicionado, não apenas incluindo o tamanho e a posição dos elementos discretos (manchas) de um padrão, mas também incluindo informações sobre o tipo de material (por exemplo, a cor do elemento discreto). Um nível adicional de informação pode então ser provido não apenas pelo tipo de material que forma os elementos discretos de um dentre os dois ou mais padrões, mas também pela natureza do ambiente.

[00116] No conceito da invenção como aplicado ao exemplo acima, é não apenas possível atribuir um primeiro conjunto de informação à posição, tamanho e/ou formato das manchas amarelas (elementos discretos) que formam um primeiro dentre o pelo menos dois padrões, mas para atribuir um segundo conjunto de informações à posição, tamanho e/ou forma das manchas ciano (elementos discretos) que formam um segundo dentre os dois ou mais padrões. Em virtude do terceiro padrão, um terceiro conjunto de informações é atribuído à disposição relativa entre os elementos discretos do primeiro e segundo padrões. Além disso, a quantidade relativa dos elementos discretos pode prover ainda mais informações que poderiam ser analisadas, por exemplo, por meio da resposta espectral sob certas condições de visualização, representando certas quantidades relativas de manchas ciano e amarelo.

[00117] Portanto, a presença de um segundo padrão formado por meio de elementos discretos e a definição de um elemento de segurança por meio do terceiro padrão não apenas adiciona informações fornecidas por meio do segundo padrão em si, mas também permite definir certas relações entre os elementos do primeiro e segundo padrões, que também representa informação codificável. A presença de um segundo padrão formado por elementos discretos distribuídos, feitos de um material diferente, portanto, não apenas dobra a quantidade de informação codificável, mas também a multiplica. Isso provê um nível mais alto de segurança contra falsificação e é extremamente difícil de reproduzir.

[00118] Em uma modalidade da invenção, elementos discretos de diferentes padrões são formados em cores diferentes, de modo que na área de sobreposição é obtida uma impressão de cor diferente da impressão de cor fornecida por cada um dos elementos discretos por si. Nesse caso, as áreas de sobreposição e sua disposição podem ser detectadas e usadas para fins de autenticação na forma do terceiro padrão. Como um exemplo, se algumas das manchas (elementos discretos) de um padrão de pulverização de tinta ciano e algumas das manchas (elementos discretos) de um padrão de pulverização de tinta amarela se sobrepuserem, a impressão colorida nas áreas de sobreposição não será ciano nem amarelo, mas será verde. Correspondentemente, a distribuição, posição, cor e/ou forma das áreas de sobreposição provêm um terceiro padrão de elementos discretos distribuídos aleatoriamente. MODALIDADES USANDO UMA TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA (EFEITO CASCATA)

[00119] Como delineado acima, em uma modalidade preferencial da presente invenção, os materiais que formam os elementos discretos distribuídos aleatoriamente de diferentes padrões são capazes de interagir uns com os outros de uma maneira específica na área de sobreposição de elementos discretos de diferentes padrões. Um exemplo dado acima é a combinação de elementos discretos ciano e amarelo formados a partir de um padrão de pulverização de tinta, que provê uma impressão verde na área de sobreposição.

[00120] Em outra modalidade preferencial, os materiais usados na preparação de diferentes padrões podem interagir uns com os outros de uma maneira específica, nomeadamente provendo um chamado "efeito cascata" de dois corantes presentes nas formulações para a produção dos respectivos padrões. Ou seja, em uma modalidade preferencial, a presente invenção provê um elemento de segurança em que os elementos discretos, formando um primeiro um dentre dois ou mais padrões são formados a partir de uma primeira tinta INK1 compreendendo um primeiro corante ou pigmento DYE 1 e os elementos discretos formando um segundo um dentre dois ou mais padrões são formados a partir de outro INK2 compreendendo um segundo corante ou pigmento DYE2, em que uma parte dos elementos discretos formando o primeiro padrão se sobrepõe com uma parte dos elementos discretos formando o segundo padrão e em que corante ou pigmento DYE1 contido em INK1 é um corante fluorescente ou pigmento, que mediante a excitação por radiação eletromagnética, caindo dentro de um comprimento de onda de excitação À1a do primeiro corante ou pigmento fluorescente DYE1 é capaz de emitir radiação eletromagnética em de pelo menos uma primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1e, e o segundo corante ou pigmento DYE2 contido em INK2 é um corante fluorescente ou pigmento, que mediante a excitação por radiação eletromagnética caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À2a do segundo corante fluorescente DYE2 é capaz de emitir radiação eletromagnética em pelo menos uma faixa de comprimentos de onda de emissão À2e, em que a referida primeira faixa de comprimento de emissão À1e do primeiro corante ou pigmento fluorescente DYE1 contido em INK1 se sobrepõe com a faixa de comprimentos de onda de emissão À2a do segundo corante ou pigmento fluorescente DYE2 contidos em INK2, de modo que mediante a irradiação com radiação eletromagnética dentro da faixa de comprimentos de onda de emissão À1a de DYE 1, DYE2 é excitado, na área de sobreposição dos elementos discretos, para emitir radiação eletromagnética na faixa de comprimento de onda de emissão À2e. Esta modalidade será referida a seguir também como a "modalidade em cascata". As respectivas faixas de comprimento de onda são ilustradas na Figura 10.

[00121] Em relação ao efeito cascata, também nos referimos ao pedido co-pendente EP 14 184 924.0, que foi depositado pelo mesmo requerente e que é incorporado por referência.

[00122] Através de uma seleção adequada dos corantes e/ou pigmentos em INK1 e INK2, é possível obter a emissão dentro da faixa de comprimento de onda À2e através da irradiação do elemento de segurança com radiação excitante na faixa de comprimento de onda À1a nas regiões de sobreposição dos elementos discretos formando os respectivos padrões. O efeito cascata é então observado apenas na área de sobreposição. Se os corantes fluorescentes são escolhidos de tal modo que À2e está fora da faixa visível, uma característica de segurança disfarçada é formada pelas áreas de sobreposição dos elementos discretos que formam os respectivos padrões. Adicional ou alternativamente, À1a é escolhido para estar na região UV, tais como em torno de 355 ou 378 μm, de modo que o efeito cascata não é observado essencialmente sob condições livres de UV, tal como sob irradiação com uma lâmpada incandescente.

[00123] Neste caso, o efeito cascata é observado mais claramente se uma lâmpada UV emitindo no respectivo comprimento de onda for usada para iluminação/detecção do terceiro padrão.

[00124] Empregando uma combinação de corantes fluorescentes, em que a emissão do primeiro corante fluorescente é capaz de excitar o segundo corante fluorescente pode-se obter a emissão do segundo corante fluorescente por mera excitação do primeiro corante fluorescente, por exemplo, por irradiando a tinta com radiação eletromagnética em uma região de comprimento de onda na qual ocorre excitação do primeiro corante fluorescente e não é necessário irradiar a tinta com radiação capaz de excitar o segundo corante fluorescente para obter a emissão do segundo corante. Se a proporção de segundo corante ou pigmento DYE2 (também referido como receptor), ou a quantidade de aplicação do respectivo INK2, é significativamente maior do que aquela do primeiro corante ou pigmento DYE1 (também referido como doador), o espectro observado nas regiões de sobreposição mediante a excitação do doador será dominado pela emissão do receptor, com porções menores decorrentes da emissão do doador que não é utilizado para a excitação do receptor.

[00125] Nesse caso, é uma vantagem decisiva dessa modalidade que um falsificador será incapaz de detectar, através da análise dos espectros de emissão da marca de tinta, que dois corantes estão presentes na área de sobreposição, porque ele irá medir principalmente (ou exclusivamente) a emissão do segundo corante (receptor), já que a emissão do doador excita principalmente o receptor. A emissão do doador, portanto, pode não ser detectável de um todo na área de sobreposição, ou pode ser um pouco fraca, dependendo das quantidades relativas de doador e receptor.

[00126] Uma análise dos padrões por um falsificador, e particularmente uma avaliação clara das áreas de sobreposição dos elementos discretos formados a partir de INK1 e INK2 é processada com mais dificuldade pelo fato de que quantidades relativamente pequenas de corante doador, por exemplo, 5 a 10% com base no peso total do corante receptor e doador nas respectivas áreas de sobreposição, pode, em alguns casos ser suficiente para produzir o efeito de cascata. Tal proporção pode ser ajustada por meio das concentrações dos corantes nas tintas, por exemplo.

[00127] Uma característica ainda mais exclusiva dessa modalidade da invenção é que o método de autenticação pode ser usado para observar a resposta de intensidade de emissão (possivelmente em média) como adaptada pelo efeito cascata (ou seja, dependendo da escolha e proporções de doador e receptor) mas também por meio da iluminação específica (ou seja, o formato específico do espectro de excitação, por exemplo, a intensidade de radiação em função do comprimento de onda, que pode, por exemplo, ser ajustada pela variação das intensidades de iluminação específicas de fontes de radiação que emitem diferentes comprimentos de onda) usada para gerar a resposta e, assim, a assinatura gerada nas áreas de sobreposição dos elementos discretos.

[00128] Portanto, a resposta, ou seja, a emissão observada, será muito sensível à composição precisa das tintas, que torna mais difícil para reproduzir, levando a uma assinatura de espectro que fornece uma confiabilidade elevada de autenticação. Na verdade, o espectro de emissão, observado ao longo de uma faixa espectral que não é necessariamente grande, mas idêntica para todas as imagens adquiridas não varia substancialmente em formato, mas varia em nível de intensidade visto que a proporção entre doador e receptor é modificada. Como consequência, um falsificador é forçado para reproduzir de forma muito precisa as composições das tintas a fim de gerar uma assinatura aceitável em resposta à iluminação específica. Além disso, respostas de intensidade das tintas dependem fortemente de espessura de camada do material de tinta seca, que requer a reprodução precisa da formulação geral da tinta (não apenas a concentração do corante ou pigmento) e a aplicação das tintas com quase o mesmo processo. Isso representa um obstáculo adicional para um falsificador.

[00129] É uma vantagem particular da presente invenção que a resposta espectral (também referida como assinatura espectral) depende não só da transferência de energia do doador para o receptor (o efeito cascata), mas também sobre os comprimentos de onda de excitação usados. Usando os mesmos corantes fluorescentes, produzindo o mesmo efeito em cascata, mas com comprimentos de onda de excitação diferentes, vão mudar a resposta espectral observada (assinatura). A preparação muito precisa das composições de mistura, portanto, pode produzir assinaturas distintas que devem ser reprodutíveis apenas nas mesmas excitações e para as mesmas proporções de mistura, como obtidas por certas concentrações de tinta e espessuras de revestimento das tintas. Porque um falsificador não tem geralmente nenhum conhecimento sobre o(s) comprimento(s) de onda de excitação usados para autenticação, é de extrema dificuldade que ele imite a assinatura obtida usando a tinta da presente invenção usando uma combinação dos corantes que conduzem a uma resposta espectral similar quando excitadas dentro de uma faixa de comprimento de onda larga. Em vez disso, o falsificador precisaria saber quais condições de excitação exatas (tal como uma combinação de diferentes comprimentos de onda de excitação em uma certa relação de intensidade) são usadas e seria então necessário adaptar a resposta espectral de forma a imitar a assinatura da tinta da presente invenção.

[00130] Portanto, os padrões de excitação e emissão podem ser complexos o suficiente para realizar uma característica significativa e discriminante de tinta e, portanto, é possível explorar essas propriedades por imagem da marca de tinta com luz em diferentes comprimentos de onda de excitação.

[00131] Portanto, um problema resolvido por uma modalidade da presente invenção é que ela permite uma autenticação mais robusta para marcas luminescentes do que os métodos de imagem que simplesmente abrangem uma ampla faixa espectral mais ampla. Modalidades da invenção, que usa uma abordagem de espectro de excitação, podem alcançar estes objetivos de forma mais compacta e acessível do que outras técnicas baseadas na análise espectral de emissão. Em adição, modalidades da presente invenção também abordam o aprimoramento desejado da assinatura de tinta para determinadas necessidades de um usuário da tinta por meio do uso de uma combinação de dois corantes fluorescentes específicos.

[00132] Estas e outras vantagens de modalidades da presente invenção sobre a técnica prévia podem ser resumidas como segue: O efeito de cascata descrito acima permite gerar uma assinatura de espectro única de excitação e/ou emissão para uma discriminação aprimorada. A adaptação das tintas permite rapidamente alterar as propriedades de tinta, abordando o caso de uma tinta que é copiada e que requer uma ação rápida para curar o problema. Idealmente, o hardware do dispositivo de autenticação não precisa ser alterado, como a mudança nas propriedades de tinta pode ser levada em consideração por simples atualização do critério de autenticação, ou seja, se uma resposta medida a partir de uma marca sob exame mostra o comportamento esperado de uma marca autêntica. Esta atualização do critério de autenticação pode ser alcançada por uma atualização de software simples em um dispositivo de autenticação programável. Os espectros de emissão de marcadores comerciais são frequentemente publicamente disponíveis. Portanto, falsificadores podem combinar vários corantes e/ou pigmentos para imitar uma determinada assinatura. No entanto, espectros de excitação são menos simples de obter, e, portanto, isso representa um problema mais complexo para um falsificador selecionar e combinar marcadores conhecidos de modo que um espectro considerado autêntico é obtido por uma radiação de excitação (predeterminada) selecionada. Modalidades da presente invenção são compatíveis com a iluminação de laser (excitação quasi-monocromática) para assinaturas mais detalhadas e maior capacidade de discriminação. O método de autenticação de uma modalidade da invenção também é mais apropriado para dispositivos portáteis (ex. sistemas baseados em smartphones), onde as peças móveis ou componentes volumosos, o que seria necessário para a análise de emissão espectral, representam uma desvantagem. Em conformidade com uma modalidade da invenção, é economicamente e tecnicamente mais simples fazer uma forma de análise de excitação (por exemplo, com multi LED iluminação ou com iluminação multi laser) com um dispositivo de imagem, do que fazer análise complexa de emissão (método Fabry-Perot; Custom Bayer; AOTF; banda ajustável, etc.). Modalidades da presente invenção também são mais fáceis de implementar em sistemas de autenticação que detectam luminescência, visto que uma modificação de sensores, para produzir imagens multiespectrais de emissão, não é necessária. Além disso, a assinatura espectral a ser considerada como genuína pode se basear em cálculos relativos (por exemplo, taxas de intensidade ou correlações para excitações diferentes). Essa abordagem previne problemas colocados pela diferença na concentração de tinta ou pelo envelhecimento da tinta. O método de autenticação da invenção também pode ser vantajosamente aplicado a não só códigos de matriz de ponto ou outros, mas também em alguns projetos impressos finos como logotipos ou imagens onde a tinta de segurança é impressa em pequenas áreas dificilmente acessíveis com outros métodos.

[00133] De acordo com a invenção, a assinatura espectral de uma marca de tinta genuína formada por meio das áreas de sobreposição dos padrões formados a partir de INK1 e INK2 depende do(s) comprimento(s) de onda de excitação usado(s) e das propriedades da tinta. Portanto, para um falsificador forjar a tinta, ele precisa não só saber as propriedades espectrais de emissão da tinta em função do comprimento de onda de excitação, mas também os comprimentos de onda de excitação usados para gerar a assinatura, o que requer engenharia reversa do dispositivo utilizado. Isto também significa que uma determinada tinta pode ter diferentes assinaturas se comprimentos de onda de excitação diferentes são usados. Adicionalmente, a segurança da solução pode ser reforçada prescrevendo o uso de vários comprimentos de onda de excitação para autenticação, aumentando a complexidade da assinatura para corresponder.

[00134] O efeito cascata é ilustrado na Figura 10, onde À1a é uma faixa de excitação de INK1, À1e uma faixa de emissão de INK1, À2a uma faixa de excitação de INK2, À2e é uma faixa de emissão de INK2, À1e- max é um pico de excitação máximo de INK1, À2a-max é um pico de emissão máximo de INK1, À2a-max é um pico de excitação máximo de INK2 e À2e-max é um pico de emissão máximo de INK2. Como mostrado na Figura 1, o grau de sobreposição da luz emitida pelo doador dentro da faixa de comprimento de onda de excitação do receptor (e a intensidade) são escolhidos para ser suficiente para excitar o receptor para emitir radiação eletromagnética. Portanto, o termo “a referida primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1e do primeiro corante ou pigmento fluorescente DYE1 se sobrepõe à faixa de comprimento de onda de excitação À2a do segundo corante ou pigmento fluorescente DYE2” indica que há uma sobreposição nas respectivas faixas espectrais na faixa de comprimento de onda de emissão do corante ou pigmento fluorescente DYE1 presente em INK1 (doador) e a faixa de comprimentos de onda de excitação do corante ou pigmento fluorescente DYE2 presente em INK2 (receptor). Tomando o exemplo acima de um corante fluorescente DYE 1 (doador) tendo uma primeira faixa de comprimento de onda de excitação À1e de 440 a 460 nm, uma sobreposição espectral é dada se uma faixa de comprimento de onda de excitação do corante fluorescente DYE2 (receptor) em INK2, por exemplo, À2a inclui os valores de 440 nm ou 460 nm, respectivamente.

[00135] Como um exemplo, é dada uma sobreposição se À1e do doador for de 440 a 460 nm e À2a do receptor for de 450 a 470 nm. Uma sobreposição espectral no sentido da presente invenção é, no entanto, não dada se apenas os valores finais das faixas são os mesmos, tal como no caso de À1e= 440 a 460 nm e À2a= 460 a 480 nm.

[00136] De acordo com a definição acima, basta uma pequena sobreposição nas respectivas faixas À1e e À2a, como também em seguida ocorre um efeito cascata no sentido da presente invenção. A ocorrência do efeito cascata é, no entanto, quanto mais pronunciado, mais existe um grau de sobreposição entre a faixa de comprimento de onda de emissão À1e do doador e uma faixa de comprimentos de onda de excitação À2a do receptor. Em modalidades preferenciais da presente invenção, a "faixa de comprimento de onda" pode ser tomada de forma mais estreita, a fim de garantir um maior grau de sobreposição entre À1e e À2a. Por conseguinte, o termo "faixa de comprimento de onda" denota preferencialmente o intervalo dos valores de comprimento de onda, em um espectro de excitação ou emissão subtraído pelo fundo, até e incluindo os comprimentos de onda onde a linha do pico normalizado e subtraído pelo fundo cai a um valor de % n (0 < x 100 <) do valor de pico no comprimento de onda Àmax, por exemplo, 10%, mais preferencialmente 25%, ainda mais preferencialmente 50% do valor pico do comprimento de onda Àmax. Devido a uma “faixa de comprimentos de onda” mais estreita, que inclui apenas valores de espectro maiores que n % (como 10%, 25% ou 50%) da amplitude do espectro no máximo, a exigência de uma sobreposição entre as faixas de comprimentos de onda (mais estreitas) leva a uma maior sobreposição entre todo o espectro de emissão do doador e todo o espectro de excitação do receptor.

[00137] Considerações para a escolha de materiais como doador e receptor para obter uma "transferência de energia espectral" suficiente permitindo um efeito cascata podem ser expressas também como segue. A proporção de transferência de energia espectral SE do efeito cascata pode ser definida como a porcentagem de área sob o espectro de excitação normalizado (isto é, dividido pela amplitude espectral máxima) do receptor A2(À) que também cai sob o espectro de emissão normalizado do doador E1(À).

[00138] De acordo com um exemplo preferencial, a faixa espectral de excitação do receptor cai totalmente dentro do intervalo espectral de emissão do doador (CASE1, ver Fig. 24a). Em outras palavras, 100% do espectro de excitação do receptor é incluído/compreendido dentro do espectro de emissão do doador, e a proporção de transferência de energia espectral definida acima é de 100%. Observe que o doador está contido em MAT1 e que o aceitador está contido em MAT2.

[00139] De um modo ainda mais preferencial, comparado com a situação representada na Figura 24a, o espectro de emissão do doador pode corresponder exatamente ao espectro de excitação do receptor, de modo que toda a energia de emissão do doador pode, potencialmente, ser transferida para o receptor. No entanto, esta situação raramente pode ser alcançada porque apenas algumas combinações de materiais (pigmentos e corantes) podem satisfazê-lo.

[00140] No entanto, outras escolhas de materiais também são possíveis. Por exemplo, o CASE 2 na Figura 24b, em que uma fração, mas não a totalidade, do espectro de excitação do receptor cai dentro do espectro de emissão do doador. Neste exemplo, a área tracejada sob A2(À) que também é abrangida E1(À), representa 50% da área total sob A2(À), de modo que SE é 50%. Preferencialmente, SE deve ser maior do que 50% e mais preferencialmente maior que 70%.

[00141] Em CASE 2 de acordo com a Fig. 24b, uma fração dos receptores não pode ser excitado pelo doador porque nenhum ou poucos fótons são emitidos pelo doador em uma parte da faixa de comprimento de onda de excitação do receptor. Além disso, uma fração da emissão do doador não pode ser usada para excitar o receptor, porque ele está dentro de comprimentos de onda que estão fora do espectro de excitação do receptor.

[00142] Um caso alternativo (CASE 3 na Figura 24c) pode ser vislumbrado onde também 50% da área sob A2(À) é sobreposta pelo espectro de emissão E1(À) do doador, mas todo o espectro de emissão E1(À) está envolvido dentro de A2(À). Neste caso, toda a energia emitida pelo doador pode, potencialmente, ser transferida para o aceitador.

[00143] No entanto, existem outros casos possíveis, como o CASE 4 ilustrado como um exemplo na Figura 24d. Aqui, embora a faixa espectral de excitação do receptor seja sobreposta completamente pelo espectro de emissão do doador, a razão de transferência de energia espectral seria bastante baixa devido à intensidade do espectro de emissão se muito baixa na região de sobreposição.

[00144] Como consequência, e conforme descrito acima, a exigência de faixas espectrais de sobreposição pode ser escolhida tal que ambas as faixas espectrais podem apenas valores de espectro maiores que n % da amplitude de espectro no máximo (por exemplo, 50% na Fig. 24d). Então uma condição para a proporção de transferência de energia espectral ser suficiente pode ser expressa em termos da relação de comprimentos de onda, onde uma sobreposição ocorre, para a faixa espectral de excitação (como definido acima) do receptor. Preferencialmente, esta proporção é de 50% ou mais, mais preferencialmente de 70% ou mais e, muito mais preferencialmente de 100%.

[00145] A Figura 24e mostra CASE 2b que é uma representação alternativa de CASE 2 da Figura 24b (mesmos espectros), mas usando o critério definido em termos de faixas de comprimentos de onda para uma intensidade superior a 50% do máximo. Neste exemplo, a faixa de sobreposição do intervalo espectral em relação à faixa de excitação espectral do receptor é de cerca de 50%, que é a mesma que o critério usando a área da Figura 24b.

[00146] Nota-se que na Figura 24, MAT1 e MAT2 denotam INK1 e INL2, respectivamente, em que a excitação e emissão de espectros são determinados como descrito a seguinte.

[00147] É preferencial que o primeiro corante fluorescente DYE1 apresente um pico de excitação em seu espectro de excitação no comprimento de onda (À1a-max) que é menor do que o comprimento de onda (À2a-max) no qual o segundo corante fluorescente DYE2 exibe um pico de excitação em seu espectro de excitação, ou seja, aquele À1a-max (nm) < À2a-max (nm).

[00148] É também preferencial, nesta e em outras modalidades da invenção, que o primeiro corante fluorescente DYE1 exibe uma emissão máxima em seu espectro de emissão em um comprimento de onda (À1e- max) que é menor do que o comprimento de onda (À2e-max) no qual o segundo corante fluorescente exibe uma emissão máxima em seu espectro de excitação, ou seja, À1e-max (nm) < À2e-max (nm).

[00149] É adicionalmente preferencial que À1a-max < À1e-max < À2a-max < À2e-max, conforme ilustrado na Figura 10. Isto no entanto não é obrigatório, como uma sobreposição entre À1e e À2a pode ser realizada também se À1e-max > À2a-max. Da mesma forma, em uma modalidade da presente invenção À1a-max < À2a-max < À1e-max < À2e-max.

[00150] Normalmente, os comprimentos de onda de pico de emissão do primeiro e segundo corantes estão localizados em comprimentos de onda mais longos do que seus comprimentos de onda de pico de excitação respectivos, ou seja, À2a-max < À2e-max e À1a-max < À1e-max. Neste caso, a emissão ocorre em comprimentos de onda mais longos (a baixa energia) em comparação com a respectiva excitação. É, no entanto, também possível usar, como um primeiro corante fluorescente (doador), chamado corante fluorescente anti-Stokes na presente invenção, onde a emissão ocorre em comprimentos de onda mais curtos em comparação com a respectiva excitação, ou seja, À1a-max > À1e-max. Em tal modalidade, À2a-max pode ser em comprimentos de onda mais curtos ou mais longos como em comparação com À1e-max.

[00151] A diferença entre os dois picos de excitação do primeiro (doador) e segundo (receptor) corante fluorescente, respectivamente, ou seja, (À2a-max) - (À1a-max), é por exemplo a pelo menos 5 nm, por exemplo, 5 a 500nm, 10 a 200nm, 20 a 80nm, 30 a 70nm, e preferencialmente 50 a 200nm. Uma diferença pelo menos 20 nm é preferencial para evitar a excitação do corante receptor pela irradiação da radiação eletromagnética que se destina a excitar a tintura do doador em um método de autenticação.

[00152] A diferença absoluta entre o pico de emissão À1e-max do corante doador e o pico de excitação do corante receptor À2a-max, ou seja, ABS((À2a-max) - (À1e-max)) é, por exemplo, no máximo 20 nm. Uma diferença menor é preferencial, desde então pode ser assegurada uma maior sobreposição entre À2a e À1e.

[00153] Devido a possíveis interações entre os corantes, a possibilidade de sobreposição nos picos respectivos e faixas e as dificuldades potencialmente resultantes na análise espectral, as medições são realizadas separadamente para cada corante.

[00154] O comprimento de onda no qual um corante exibe um pico no espectro de excitação (Àa-max) ou espectro de emissão (Àe-max), e os intervalos de comprimento de onda de excitação e emissão respectivos são medidos da seguinte forma.

[00155] Nomeadamente, na presente invenção todas as medições são realizadas em temperatura ambiente (20 °C) e consequentemente os comprimentos de onda de pico À1a-max, À1e-max, À2a-max, e À2e-max bem como as respectivas faixas À1a, À1e, À2a, e À2e são aqueles medidos à temperatura ambiente de acordo com o procedimento a seguir:

[00156] Em primeiro lugar, uma composição em branco é preparada, que é garantida para ser formulada para não interferir com a fluorescência dos corantes doador e receptor, tanto quimicamente como opticamente. Uma composição que foi encontrada para servir bem este propósito compreende 87% em peso de Metiletilquetona, 10.3% em peso de um copolímero contendo hidroxila a partir de 84% em peso de cloreto de vinil e 16% em peso de éster de ácido acrílico (comercialmente disponível de Wacker Chemie sob o nome comercial VINNOL E15/40 A). Enquanto este sistema é usado preferencialmente para a presente invenção, também, outros sistemas podem ser empregados desde que se assegure que haja nenhuma ou muito pouca interferência com a fluorescência dos corantes doador e receptor, tanto quimicamente e opticamente.

[00157] Em seguida, duas tintas separadas INK1 e INK2 são preparadas por meio da dissolução de 1,23 % em peso na respectiva composição em branco acima. Estas tintas são utilizadas para a determinação dos picos de comprimento de onda e as faixas de comprimento de onda tanto para emissão quanto para e excitação, separadamente para cada corante/tinta.

[00158] Amostras com espessura de 12 μm de depósito de película úmida são então preparadas, usando por exemplo um K Control Coater da RK Print Coat Instruments, para todas as misturas, as duas tintas e a composição em branco usando uma barra de revestimento, por exemplo, a barra de revestimento HC2, sobre um substrato branco apropriado (por exemplo, a parte branca de substratos LENETA N2C-2), seguido por secagem à temperatura ambiente. Então, todas as amostras de rebaixamento são medidas no modo de emissão e excitação usando um comercial Horiba Fluorolog III (FL-22) como descrito abaixo. Condições de medição Horiba Fluorolog III:

[00159] O instrumento usado para executar a medição de espectros de emissão e excitação é um monocromador duplo comercial equipado com uma lâmpada de arco Xe contínua como fonte de iluminação e um tubo fotomultiplicador Hamamatsu R928P operado no modo de contagem de fótons como detector. A amostra plana está posicionada de forma que sua direção normal é um ângulo de 30 graus em relação ao eixo óptico de irradiação. O tipo de método de coleta de luz Fluorolog-III usado é "Front Face". Neste modo de coleta, a coleta de emissão é realizada em um ângulo de 22,5 graus em relação ao feixe de irradiação. Usando este método de coleta e instalação, assegura-se que a coleta de reflexão especular direta da amostra é evitada. Tanto monocromadores de excitação quanto de emissão são monocromadores duplos equipados com grades holográficas de 1200grid/mm difracionadas a 500 nm.

[00160] Para medição de espectro de excitação, como mostrado por exemplo nas curvas à esquerda de ambos os gráficos da Fig. 11, o seguinte procedimento é adotado: o monocromador de emissão é configurado em um determinado comprimento de onda (aquele onde a emissão está a ser medida, por exemplo 530 nm na Figura 11, gráfico à esquerda) e o monocromador de excitação é digitalizado a incremento de 1 nm, na faixa de comprimento de onda, onde o espectro de excitação está a ser medido (por exemplo, de 400 a 510 nm). A cada incremento de comprimento de onda de excitação, uma medição do sinal de emissão é registrada pelo detector usando um tempo de integração de 100 ms. Como conhecido pelo versado na técnica, visto que a fonte de irradiação não é espectralmente plana, uma correção de irradiação adequada é aplicada sobre o sinal medido em cada comprimento de onda usando uma calibração espectral adequada. Também é aplicada uma correção espectral da sensibilidade do detector. O espectro de excitação espectralmente corrigido, portanto, pode ser reconstruído.

[00161] Para medição de espectro de emissão, o monocromador de excitação é configurado para o comprimento de onda de excitação desejado (por exemplo, em 480 nm para a curva à esquerda do gráfico à esquerda da Figura 11) e o monocromador de emissão é verificado na faixa espectral de emissão desejada (500 a 800 nm para a curva à direita do gráfico à esquerda da Figura 11 por exemplo) a incremento de 1 nm durante a gravação do sinal do detector para cada comprimento de onda com um tempo de integração de 100 ms. O espectro de emissão é então construído a partir de todos os pontos de dados gravados após serem aplicadas as correções adequadas de sensibilidade espectral do instrumento.

[00162] A calibração espectral do canal de excitação Fluorolog III é realizada através de um procedimento que é comumente aplicado por pessoas versadas na técnica: a irradiação espectral é medida usando um detector calibrado (por exemplo, um fotodiodo de referência) posicionado no local da amostra. Isto é realizado para todos os comprimentos de onda pela varredura dos monocromadores de excitação. Este detector de referência tem uma resposta espectral conhecida (sensibilidade como função do comprimento de onda da radiação que incide sobre ele) determinada previamente por meio da medição de uma irradiação padrão (por exemplo, uma lâmpada de fita de tungstênio calibrada) em um laboratório. Uma curva de calibração espectral de excitação é então calculada dividindo-se a sensibilidade espectral real do detector de referência utilizado pela irradiância espectral medida. Esta curva de calibração, em seguida, pode ser usada para corrigir a resposta espectral à excitação de medições subsequentes por simples multiplicação.

[00163] A sensibilidade espectral do canal de medição de emissão do Fluorolog III é realizada de modo análogo, usando um padrão de irradiância espectral (por exemplo, uma fita lâmpada de tungstênio, cuja irradiância espectral foi determinada em um laboratório). Esta lâmpada é descartada no local da amostra e emissão espectral é registrada pelo detector Fluorolog III durante a verificação dos monocromadores de emissão. Uma curva de sensibilidade espectral de emissão é obtida pela divisão da curva de irradiância espectral da fonte de irradiação padrão pela curva espectral medida. Medições subsequentes são então corrigidas por multiplicação pela curva de calibração de emissão espectral.

[00164] Esses procedimentos de calibração são repetidos regularmente para garantir a correção de deriva de instrumento ou detector/Xe envelhecimento de lâmpada. A resolução espectral global do instrumento para medições tanto de emissão como excitação é 0,54 nm FWHM (do inglês "Full Width at Half Maximum"), para a configuração de fendas usada nas condições de medição descritas acima.

[00165] O mesmo procedimento acima é aplicado para as medições de amostras diferentes; apenas as faixas espectrais para as medições de espectro de excitação e emissão, juntamente com os comprimentos de onda a de excitação e emissão fixados, podem variar dependendo das composições de corante das amostras.

[00166] Como derivável do acima exposto, visto que as medições devem servir para avaliar as propriedades espectrais na impressão final da tinta, o corante doador ou receptor é dissolvido em uma composição em branco em uma concentração de 1,23% em peso. Em seguida, os espectros de emissão e excitação são registados, separadamente para cada tinta e sob as mesmas condições que a composição em branco. Para cada tinta, é subtraído o fundo e o espectro normalizado (com o pico mais alto, tendo uma intensidade de 1,0), e o(s) comprimento(s) de onda de pico Àmax , e as faixa de comprimento de onda de excitação e emissão a, À1e ,À2a e À2e são determinadas por meio da medição dos pontos onde o espectro retorna à linha de base (ou a 10, 25 ou 50% acima da linha de base, dependendo da definição do termo "faixa de comprimento de onda" como discutido acima).

[00167] Estas medições, portanto, fornecem as faixas de comprimento de onda Ma, Me, À2a e À2e e os respectivos comprimentos de onda dos picos Ma-max, Me-max, À2a-max e À2e-max: estes são usados para determinar se os requisitos da presente invenção foram ou não foram satisfeitos. Estas medidas também podem ser usadas para identificar corantes adequados como receptor e corantes doadores para efeitos da presente invenção.

[00168] Nas explicações acima, supôs-se que cada corante exibe somente um pico de excitação (Ma-max, À2a-max) e um pico de emissão (À1e-max, À2e-max) e somente uma faixa de comprimento de onda de emissão correspondente (À1a, À2a) e uma faixa de comprimento de onda de emissão (À1e, À2e). Enquanto isto é verdadeiro para muitos corantes, um número considerável de corantes mostra vários picos de excitação e vários picos de emissão (ver Figura 11). Em tais casos, cada pico no espectro normalizado atingindo uma intensidade de 50% ou mais (preferencialmente 75% ou mais) podem servir como pico de emissão (À1e, À2e) ou pico de absorção (À1a, À2a) para os fins da presente invenção, de modo que possa haver vários À1e e À1a ou vários À2e e À2a.

[00169] As explicações acima então se aplicam a cada um dos picos e faixas de comprimento de onda. Por exemplo, é evidente que é suficiente que exista uma sobreposição entre qualquer À1e e qualquer À2a, de forma que a energia seja transferida do doador para o receptor.

[00170] Quando o espectro de emissão ou excitação de um corante previsto para uso na presente invenção mostra vários picos de sobreposição, os picos e as faixas de comprimento de onda são obtidos por meio do encaixe do espectro obtido usando um software adequado (método do quadrado menor), como por exemplo o OCTAVE. Neste documento, um espectro de sobreposição de picos pode ser simulado satisfatoriamente (qualidade de ajuste < 0.1) assumindo uma sobreposição de dois (ou mais raramente três) picos, e os valores simulados são tomados para identificação dos comprimentos de onda de pico e para a identificação das faixas de comprimento de onda.

CORANTES

[00171] De um modo geral, tanto o primeiro corante DYE1 e o segundo corante DYE2 usados nas tintas respectivas INK1 e INK2 empregadas na modalidade em cascata referencialmente mostram bandas de excitação e bandas de emissão na faixa de 40 a 2400 nm, particularmente de 300 a 1OOnm. Preferencialmente, o corante doador mostra bandas de emissão, em particular a emissão máxima, na faixa UV ou escala visível (em particular de 300 a 700nm), e as bandas de excitação do corante receptor DYE2 (a ser excitado pelo doador), particularmente a excitação máxima, na faixa de IR do visível ou não (particularmente de 400 a 1100nm). Mais especificamente, o corante doador mostra preferencialmente banda(s) de emissão correspondentes a banda(s) de excitação de corante receptor na faixa de 250-900 nm.

[00172] Corantes fluorescentes úteis para preparar as tintas de acordo com a modalidade de cascata e para implementar o método de autenticação, podem ser devidamente selecionados a partir de corantes comercialmente disponíveis. Por exemplo, eles podem ser selecionados a partir das seguintes classes de substâncias:

[00173] Cianinas (polmetinas) e os cromóforos do tipo cianina relacionados, quinonas e os cromóforos relacionado do tipo quinona, porfinas, ftalocianinas e os cromóforos macrociclos relacionados bem como cromóforos aromáticos policíclicos.

[00174] Corantes de cianina (polimetina) são conhecidas na técnica e usados como sensibilizadores fotográficos (D.M. Sturmer, The Chemistry of Heterocyclic Compounds, Vol 30, John Wiley, New York, 1977, pp 441-587; EastmanKodak). Em um aplicativo mais recente, estáveis representantes desta classe de compostos, selecionados a partir de cumarinas e rodaminas, também foram utilizados como corantes laser (J.B. Marling, J.H. Hawley, E.M. Liston, W.B. Grant, Applied Optics, 13(10), 2317 (1974)). Conhecidos corantes fluorescentes de Rodamina incluem, por exemplo, Rodamina 123, Rodamina 6G, Sulforodamina 101 ou Sulforodamina B.

[00175] Ftalocianinas e corantes relacionados são a "variante industrial" de porfinas e incluem um número maior de corantes fluorescentes conhecidos. Eles geralmente absorvem na extremidade longa do comprimento de onda do espectro visível. A classe de ftalocianinas em geral compreende também os análogos conjugados mais elevados, tais como naftalocianinas, que absorvem mais longe no IR, bem como análogos hetero-substituídos de ftalocianinas; o ponto comum definindo esta classe de compostos é que todos os seus membros são derivados de ácidos orto- dicarboxílico aromáticos ou de seus derivados.

[00176] Corantes de quinona são conhecidos na técnica e utilizados para aplicações têxteis e de coloração relacionadas (por exemplo, corantes de anil, corantes de antraquinona, etc.). Grupos eletronegativos ou átomos ao longo do esqueleto de quinona podem estar presentes para aumentar a intensidade da banda de absorção, ou para transferi-la para comprimentos de onda mais longos.

[00177] Corantes fluorescentes policíclicos aromáticos incluem uma estrutura molecular rígida, planar (semelhante a treliça de grafite) que pode transportar substituintes. Normalmente a estrutura molecular planar compreende pelo menos dois anéis aromáticos de benzeno fundidos (por exemplo, de 2 a 6 anéis). Em um dos anéis aromáticos fundidos, por exemplo, o anel central de três anéis aromáticos de seis membros fundidos, um ou dois átomos de carbono podem ser substituídos por C=O, O e/ou N. Membros fluorescentes desta classe de corantes e pigmentos podem ser selecionados por exemplo, a partir de perilenos (por exemplo, Lumogen F Amarelo 083, Lumogen F Laranja 240, Lumogen F Vermelho 300, todos disponíveis da BASF AG Alemanha), naftalimidas (por exemplo, Lumogen F Violeta 570, disponível da BASF AG, Alemanha) quinacridonas, acridinas (por exemplo, Acridina Laranja, Amarelo de acridina), oxazinas, dioxazines ou fluoronas (por exemplo, Amarelo Indiano) são exemplos de tais corantes.

[00178] Um par adequado de corantes doador e receptor pode ser corretamente selecionado a partir destes e outros corantes fluorescentes conhecidos com base em suas propriedades espectrais que, regra geral, são publicados pelo fabricante e podem ser facilmente medidas, conforme explicado acima. No entanto, o efeito de excitação na composição da tinta impressa seca é importante, de modo que os dados publicados geralmente devem ser validados por meio da medição do espectro de absorção e emissão de acordo com o método descrito acima para uma tinta impressa no substrato final. De fato, os dados publicados podem estar relacionados com soluções dos corantes em um solvente específico (por exemplo, CH2Cl2), em que as propriedades espectrais podem ser diferentes da tinta impressa, por exemplo, devido à interação com o substrato.

[00179] Mesmo que apenas os máximos de excitação e emissão estejam disponíveis (antes que os espectros de absorção e emissão completos tenham sido medidos) será possível avaliar até que ponto o espectro de emissão do doador provavelmente se sobreporá ao espectro de excitação do corante aceitador, permitindo triagem de candidatos adequados.

[00180] A descrição acima foi provida para padrões formados a partir de duas tintas de impressão, contendo um corante ou pigmento (DYE1) de doador ou corante ou pigmento (DYE2) de receptor. No entanto, também mais do que corantes ou pigmentos de doador (por exemplo, dois ou três) podem ser utilizados em uma única tinta INK1, e esses podem ser usados para excitar mais do que um (por exemplo, dois ou três) corantes ou pigmentos de receptor em INK2. Além disso, é possível usar um corante doador único, que emite em uma faixa de comprimento de onda À1e que se sobrepõe tanto com uma faixa absorção À2a de um corante receptor para causar emissão em uma faixa de comprimento de onda À2e e uma faixa de absorção À3a de outro corante receptor para causar emissão em uma faixa de comprimento de onda À3e. Neste caso, um primeiro padrão produzido pelo efeito cascata será observado nas áreas de sobreposição entre os elementos discretos formando o primeiro padrão (de INK1) e segundo padrão (de INK2), e um segundo padrão produzido pelo efeito cascata serão observados nas áreas de sobreposição entre os elementos discretos formando o primeiro padrão (de INK1) e o terceiro padrão (de INK3). Como os respectivos primeiro, segundo e terceiro padrões são formados por elementos discretos distribuídos aleatoriamente, isto também se aplicará aos padrões formados pelo efeito de cascata nas áreas de sobreposição entre os elementos discretos que formam o primeiro, segundo e terceiro padrão. Em consequência, o efeito cascata produz dois novos padrões de elementos discretos distribuídos aleatoriamente, que têm propriedades espectrais específicas devido as combinações específicas dos corantes em tintas INK1, INK2 e INK3, respectivamente, e que pode ser observado apenas sob certas condições de iluminação. Isso será ainda mais difícil de analisar e falsificar.

[00181] Também, no caso de um corante receptor mostrando dois picos diferentes de emissão em faixa de comprimento de onda de emissão À2e, À2e', em resposta à excitação em duas faixa de comprimento de onda de excitação À2a, À2a', este corante receptor pode ser utilizado em combinação com dois corantes doadores tendo faixas de emissão respectivas À1e e À3e. Preferencialmente, os dois corantes doadores utilizados na presente modalidade tem faixas de excitação À1a e À3a que se sobrepõem, de forma que a excitação com um único comprimento de onda (a partir de um laser, por exemplo) é capaz de excitar os dois corantes doadores para causar emissão em ambas as faixas de comprimento de onda de emissão do corante receptor.

COMPOSIÇÕES DE TINTA DE IMPRESSÃO USADAS NA MODALIDADE DE EFEITO CASCATA

[00182] A tinta de impressão usada na modalidade de efeito cascata da presente invenção compreende pelo menos um corante ou pigmento fluorescente atuando como um doador e, pelo menos um corante ou pigmento fluorescente, atuando como um receptor, conforme explicado acima. No entanto, a tinta de impressão normalmente não é simplesmente uma solução ou dispersão de um destes dois corantes ou pigmentos em um solvente, mas contém, adicionalmente, componentes que o tornam adequados para o uso como uma tinta de pulverização ou outro processo de impressão que causa uma distribuição aleatória de elementos discretos formados pela tinta. Além disso, as tintas devem permanecer sobre o substrato e devem ser difíceis de remover, o que requer componentes adicionais. Tais componentes normalmente incluem pelo menos um solvente e um ligante, e opcionalmente também um sistema de cura para fixação dos elementos discretos, como é bem conhecido pelo versado na técnica.

[00183] O solvente pode ser selecionado a partir de solventes comumente utilizados na técnica da formulação de tinta tais como álcoois alifáticos ou aromáticos (por exemplo, etanol, isopropanol ou álcool benzílico), ésteres, (por exemplo, etil acetato, butil acetato), cetonas (por exemplo, acetona, metil etil cetona), carboxamidas (por exemplo, diametilformamida) ou hidrocarbonetos, incluindo hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, como o xileno ou tolueno e glicóis.

[00184] O ligante também pode ser selecionado a partir de ligantes comumente usados na técnica da tinta como ligantes poliméricos do tipo resina, por exemplo, resina alquídica, poliamida, acrílico, vinil, poliestireno ou silicone.

[00185] Em uma modalidade a tinta de impressão da invenção, também pode compreender outros corantes ou pigmentos, particularmente, não-luminescentes. Estes outros corantes ou pigmentos são selecionados de forma que mascaram a presença de corante/pigmento doador e/ou receptor, tornando sua presença uma característica coberta garantida. Este mascaramento é realizado preferencialmente usando outros corantes que não absorvem fortemente na faixa de comprimento de onda de emissão de doador ou receptor À1e, À2e.

[00186] No entanto, para evitar qualquer interferência com o efeito cascata, as tintas de impressões, preferencialmente, não contêm aditivos corantes adicionais, como pigmentos e corantes adicionais. Neste caso, no entanto, a presença de tinta de impressão pode ser mascarada por impressão da tinta da presente invenção em uma região de um substrato que é fortemente colorido, por exemplo, em preto.

[00187] Dependendo do tipo de tinta a ser formulada, o mesmo também pode incluir um ou mais dos seguintes aditivos opcionais: óleos, diluentes, plastificantes, ceras, preenchimentos, secadores, antioxidantes, surfactantes, agentes anti-espuma, catalisadores, estabilizadores UV, compostos polimerizáveis e fotoiniciadores. Ao selecionar componentes adequados para a tinta de impressão, a pessoa versada na técnica irá considerar que suas propriedades, em particular, sua potencial capacidade de absorver e/ou emitir luz, não afeta negativamente a transferência de energia (efeito cascata) do corante doador para o corante receptor.

[00188] Nas tintas usadas para a produção do efeito cascata, a proporção dos corantes fluorescentes com base no conteúdo seco total da tinta é preferencialmente de 0,05% em peso a 20% em peso.

[00189] Sem querer estar vinculado pela teoria, acredita-se que o efeito cascata ocorre em um maior grau no ou próximo ao limite entre INK1 e INK2. A fim de permitir uma transferência de energia eficiente a partir do doador em INK1 para excitar o receptor em INK2, o doador e o receptor precisam estar razoavelmente próximos um do outro. Por conseguinte, na presente invenção é preferencial que INK1 e INK2 sejam providos adjacentes uns aos outros na direção z. Deve-se notar que um substrato é assumido como tendo uma extensão predominantemente bidimensional, preferencialmente planar, que é descritível por coordenadas referidas como x, y, e que a terceira direção (terceira dimensão) é perpendicular aos mesmos e conecta as duas superfícies opostas do substrato que é referido nesta descrição como a direção z.

[00190] Um efeito mais proeminente pode assim ser alcançado se INK1 e INK2 são providos uns sobre os outros, e em que o sistema solvente de uma das tintas (preferencialmente a uma aplicada em cima da outra, ou seja, a que é aplicada mais tarde) é capaz de dissolver, pelo menos parcialmente, a outra tinta, respectivamente a camada de tinta formada a partir da mesma. Nesse caso, as camadas de tinta misturam-se à interface até certo ponto, permitindo assim que o doador e o receptor se aproximem um do outro, melhorando assim a eficiência do efeito cascata.

[00191] Em uma modalidade, INK1 é aplicada primeiro sobre o substrato, formando um primeiro padrão. Ou seja, um substrato (por exemplo, papel ou papelão) é provido, INK1 compreendendo o doador é provido primeiro e, posteriormente, INK2 compreendendo o receptor é provido em cima INK1 para formar o segundo padrão. Em consequência, pelo menos uma parte dos elementos discretos do primeiro padrão são providos de uma maneira sobreposta no topo (na direção z) dos elementos discretos do segundo padrão.

[00192] A presente invenção não está, contudo, limitada a uma tal disposição, pois o INK2 (compreendendo o receptor) pode ser provido também por baixo do INK1 (compreendendo o doador). No entanto, uma vez que neste caso a emissão de fluorescência do corante ou pigmento DYE2 causada pelo efeito cascata, que pode ser usado para fins de autenticação, tem que atravessar uma camada formada por INK1 a fim de sair do elemento de segurança e alcançar um detector, é geralmente preferencialmente uma disposição em que elementos do primeiro padrão formado a partir de INK1 compreendendo o doador são formados primeiro (por exemplo, diretamente em um substrato), e em que elementos discretos do segundo padrão formado a partir de INK2 compreendendo o receptor são formados por pelo menos uma parte da área ocupada pelos elementos discretos do primeiro padrão (ROI), de modo que pelo menos uma parte dos elementos discretos do primeiro e segundo padrão se sobrepõem. Se a disposição alternativa é escolhida, ou seja, em que em uma região de sobreposição de elementos discretos INK2 forma a camada inferior mais próxima do substrato e em que uma parte de um elemento discreto formado a partir de INK1 é provida no topo, é preferencial que INK1 seja substancialmente translúcido ou transparente com uma transmissão de luz em À2e de 60% ou mais, preferencialmente 80% ou mais, na espessura empregada para o elemento de segurança, no estado seco.

[00193] Para INK2, o material é também preferencialmente translúcido ou transparente com uma transmissão de luz em X2c de 60% ou mais, preferencialmente 80% ou mais, na espessura empregada para o elemento de segurança, no estado seco, a fim de evitar a extinção da emissão no material. Além disso, particularmente - mas não exclusivamente - se o INK2 é provido acima ou no topo do INK1, o INK2 é preferencialmente também translúcido ou transparente com uma transmissão de luz a À1a de 80% ou mais, preferencialmente 90% ou mais, na espessura empregada para o elemento de segurança, em estado seco, de forma a permitir a excitação eficiente do doador no INK1.

[00194] Além disso, os métodos de impressão têm um impacto significativo sobre como as duas camadas de tinta interagem na interface em uma região de sobreposição de elementos discretos. Em uma modalidade particular da invenção, são utilizados dois métodos de aplicação diferentes para os dois padrões distintos. É uma vantagem adicional da invenção que a resposta - e, portanto, um recurso que pode ser usado para autenticação - também dependa dos métodos de aplicação de tinta empregados.

[00195] Com relação à formulação de tinta, a combinação 1) do solvente usado para imprimir a segunda tinta aplicada (SOLVENT T2) e 2) do tipo de resina ou verniz ou qualquer outro material que formarão o material sólido seco de formulação da tinta aplicada em primeiro lugar (resina T1) tem um impacto substancial sobre a eficiência do efeito cascata na interface das camadas das tintas na região de sobreposição, pelo seguinte motivo. Aqui, e também no exemplo, seguinte, um componente denotado com T1 ou T2 representa um componente do material aplicado em primeiro lugar (T1) ou em segundo lugar (T2). No entanto, pode ser material aplicado em primeiro lugar (Tl) ou de 1NK1 e 1NK2. O material aplicado em segundo lugar (T2) é então ao respectivo outro material.

[00196] No caso que RESIN T1 não pode ser dissolvido por SOLVENT, T2 ou no caso onde RESINT T1 é empacotado tão densamente de modo que não permite que a tinta aplicada em segundo lugar seja difusa na interface com a tinta aplicada primeiro, a interface mostrará uma transição abrupta ou acentuada de INK1 para INK2, respectivamente as camadas secas obtidas a partir destes, e o intercâmbio de energia entre o doador e receptor não será favorável para o efeito cascata, porque apenas alguns deles vão estar perto dos outros.

[00197] Por outro lado, se SOLVENTE T2 puder dissolver RESIN T1 na interface parcialmente, ou se RESIN T1 for poroso o suficiente para deixar a tinta aplicada em segundo lugar difundir-se na tinta aplicada primeiro, será formada uma região intermediária. Aqui, DYE1 em INK1 e DYE2 em INK2 se aproximam um do outro, de modo que a distância média entre os dois é reduzida para uma quantidade significativamente maior do mesmo. Isso aumenta a eficiência do efeito cascata. Note que é vantajoso que RESIN T1 é misturável livremente com RESIN T2, ou seja, de modo que não ocorre separação de fase entre os dois. Isto pode ser alcançado usando os mesmos materiais ou quimicamente similares como RESIN T1 e RESIN T2.

[00198] Portanto, as formulações de INK T1 e INK T2 são preferencialmente tais que INK T1 é um solvente a base de tinta, provendo uma impressão relativamente porosa e que SOLVEN T2 é capaz de dissolver RESIN T1 até certo ponto e difunde dentro da camada de tinta formada primeiro.

[00199] Há outro fator que influencia a proximidade dos corantes e pigmentos doadores e receptores e, consequentemente, a eficiência do efeito cascata. Particularmente, em casos onde INK1 contém pigmentos de doadores, que são tipicamente grãos sólidos, isolados e não solúveis, há um desafio adicional para a formulação de tinta prover o corante ou pigmento receptor próximo dos pigmentos doadores. Para uma transferência de energia eficiente, não apenas a concentração do pigmento em INK1 dentro da camada de tinta seca deve ser suficiente, mas também a posição destes (na superfície ou uniformemente distribuída dentro da camada) é crítica e pode ser controlada pela formulação da tinta. Isto pode ser alcançado pelo versado na técnica recorrendo aos conhecimentos comuns no campo de formulações de tinta.

[00200] Para uma transferência de energia eficiente, não apenas a concentração do pigmento em INK1 dentro da camada de tinta seca deve ser suficiente, mas também a posição destes (na superfície ou uniformemente distribuída dentro da camada) é crítica e pode ser controlada pela formulação da tinta. Esta é uma alavanca adicional para sintonizar a eficiência do efeito cascata que pode ser explorado na invenção, como novamente um falsificador teria que imitar não somente os componentes empregados, mas também sua interação, como influenciado pela disposição dos componentes na interface. Esses efeitos também são demonstrados no exemplo provido no final da especificação.

RESULTADOS EXPERIMENTAIS

[00201] Formularam-se INK1 e INK2 como descrito acima. A primeira tinta INK1 foi obtida por meio da adição de 0,12% em peso de Lumogen® F Yellow 083 (luml) à preparação em branco. Essa baixa porcentagem de peso do corante garante que o INK1 seja praticamente invisível a olho nu quando aplicado e seco. A segunda tinta INK2 foi obtida por meio da adição à preparação em branco de 1,23% em peso de Lumogen® F Orange 240. As marcas impressas com INK2 eram visíveis a olho nu e foram fotografadas usando um PMVS (Sistema de Visão de Máquina Pública, como um smartphone, tablet, câmera inteligente, câmera/computador, scanner/computador, etc.), considerando que os impressos com INK1 permaneceram invisíveis.

[00202] Amostras com espessura de 12 μm de depósito de película úmida foram então preparadas, usando por exemplo um K Control Coater da RK Print Coat Instruments, sobre um substrato branco apropriado (por exemplo, a parte branca de substratos LENETA N2C-2), seguido por secagem à temperatura ambiente. Três amostras foram preparadas: 1. Amostra 1 apenas com INK1 2. Amostra 2 apenas com INK2 3. Amostra 3 com INK1 seguido por INK2 para a secagem da tinta 1 (o inverso também foi testado e deu resultados semelhantes)

[00203] Todas as três amostras foram então fotografadas usando um PMVS no modo de reflexão e usando um SMVS (sistema de visão de máquina segura, ou seja, um dispositivo de segurança dedicado) sensível na faixa de comprimento de onda de 610 - 900 nm, sob iluminação azul (cerca de 450 nm) e iluminação verde (cerca de 530 nm). As intensidades medidas correspondentes das 3 amostras foram então usadas para compor um respingo de pulverizador, conforme ilustrado na Figura 8.

[00204] No topo da Figura 8, uma imagem de escala cinza 801 dos respingos de pulverização visíveis adquiridos usando um PMVS no modo de reflexão mostra apenas as manchas cor de laranja obtidas de INK2. O contorno de mancha visível 811 foi obtido por meio do processamento de imagem adequado, tal como o limiar de Otsu (ref: Nobuyuki Otsu (1979). "A threshold selection method from gray-level histograms". IEEE Trans. Sys., Man., Cyber. 9 (1): 62-66). Deste contorno uma primeira assinatura S1 foi gerada.

[00205] Na segunda linha da Figura 8, a imagem 802 dos respingos de pulverização, obtida usando um SMVS com iluminação verde em torno de 530 nm mostra, após operação de limite de imagem apropriada, um contorno 822 idêntico ao contorno 811 do PMVS. A partir deste contorno é gerada uma assinatura SI' que é substancialmente igual a SI. Isto é devido a fraca excitação de INK1 em verde a 530 nm (ver Figura 11) o que a torna não-detectável, similarmente à imagem 801 onde é invisível.

[00206] Na parte inferior da Figura 8, uma imagem 803 da marca usando um SMVS com iluminação azul em torno de 450 nm exibe a complexidade total do elemento de segurança sinérgico. Aqui tanto as manchas de INK1 e INK2 são visíveis e seu contorno combinado 833 pode ser extraído para produzir uma assinatura S2 com mais complexidade e resistência à cópia do que S1 = S1'. Além disso, a imagem 803 também revela uma intensidade mais elevada na sobreposição de manchas de ambas as tintas, cujos contornos 834 podem ser extraídos para gerar a assinatura S3 que exibe o nível mais alto de resistência à cópia.

[00207] Um exemplo adicional é mostrado na Fig. 9, onde ambos INK1 e INK2 foram pulverizadas sequencialmente em um substrato. Foi assegurado que os dois respingos de pulverização tinham coberturas de superfície que favoreciam suficiente sobreposição de mancha e que a primeira tinta aplicada tinha secado antes da segunda tinta ser aplicada. O resultado é mostrado na Figura 9 e pode ser interpretado da mesma forma que a Figura 8, substituindo 801 com 901, 811 com 911, e assim por diante.

Processamento de imagem

[00208] A fim de obter as assinaturas de imagens de escala de cinza de respingos de pulverização, como por exemplo, 901, 902 ou 903 na Figura 9, várias operações numéricas e processamento de imagem podem ser executadas. Primeiro, as regiões das manchas de pulverização e sobreposições de manchas devem ser detectadas na imagem usando técnicas de limiarização. Limiarização é o método mais simples de segmentação de imagens. Partir de uma imagem em tons de cinza, a limiarização pode ser usada para criar imagens binárias (referências: L.G. Shapiro, G. Stockman, "Computer Vision," Prentice Hall, 2002; R. C. Gonzalez, R. E Woods, "Digital Image Processing," Third Edition, Pearson- Prentice Hall, 2008). Existem vários métodos conhecidos para limiarização, como métodos baseados em formas de histograma, onde, por exemplo, os picos, vales e curvaturas do histograma de imagens suavizadas são analisados, ou métodos baseados em cluster, onde as amostras de nível de cinza são agrupadas em dois partes como fundo e primeiro plano (objeto), ou são alternadamente modeladas como uma mistura de dois gaussianos. Podem ser usados também métodos baseados em entropia que usam a entropia das regiões de primeiro plano e de fundo, ou a entropia cruzada entre a imagem original e a binarizada. Outra abordagem que usa métodos baseados em atributo de objeto, que buscam uma medida de similaridade entre as imagens em nível de cinza e as imagens binarizadas, tal como similaridade de forma ou coincidência de borda, pode ser aplicada.

[00209] Um versado na técnica de visão computacional pode fazer uso vantajoso de outras técnicas de processamento de imagem para extrair outras características das manchas, tais como gradientes de intensidade.

[00210] Uma vez segmentadas ou binarizadas, as imagens como 911, 922, 933 e 934 na Figura 9, representando as regiões de manchas são obtidas; outros tratamentos numéricos podem ser aplicados para extrair uma assinatura digital a partir das características das manchas. Em ordem crescente de complexidade, exemplos não limitantes de recursos que podem ser extraídos são: • O número de manchas disjuntas na imagem binarizada, • Uma lista de manchas das coordenadas dos centroides das manchas, • Características geométricas, como a área (representada por um número de pixels), ou o diâmetro do disco equivalente de mancha, • Parâmetros geométricos mais complexos como convexidade ou excentricidade de cada contorno, • Combinações das opções acima.

[00211] As operações de processamento de imagens e de extração de recursos acima podem ser realizadas da mesma maneira durante a geração da disposição de segurança (também referida como inscrição) e durante a autenticação/identificação, conforme descrito abaixo. Exemplo de produção de assinaturas a partir de uma disposição de segurança

[00212] A Figura 12 mostra um diagrama de fluxo de um processo possível de inscrição de assinatura em um banco de dados; O objetivo deste processo é extrair as três assinaturas {SI' = S1, S2, S3} de um número mínimo de fotos a partir dos padrões. Isto pode, por exemplo, ser alcançado usando um SMVS operado por fluorescência por meio das seguintes etapas.

[00213] Primeiro, uma imagem 802 da marca é adquirida usando iluminação na faixa de comprimento de onda À2a (etapa 1201), o contorno de respingos é extraído (etapa 1202), por exemplo, pela limiarização de imagem, e assinatura S1'=S1 é gerada (etapa 1203) por meio da operação de processamento de imagem e de extração de recursos, conforme descrito acima. A mesma operação é realizada a partir da imagem 803 utilizando iluminação na faixa de comprimento de onda À1a (etapa 1204) para obter a assinatura S2 do contorno 833 (etapas 1205, 1206) e assinatura S3 a partir do contorno 834 (etapas 1207, 1208). Mais especificamente, a etapa 1204 é composta por imagens de geração de imagem 803 de respingos da pulverização com iluminação em comprimentos de onda, a etapa 1205 compreende a extração de respingos de contorno 833, por exemplo, usando um primeiro limiar de imagem, a etapa 1206 compreende a geração de uma assinatura S2, a etapa 1207 compreende a extração de respingos de contorno 834, por exemplo, usando um segundo limiar de imagem, e a etapa 1208 compreende a geração de assinatura S3.

[00214] Todas as três assinaturas são então armazenadas em um banco de dados (etapa 1209) com opcionalmente uma identificação de produto, um número de série de item e/ou informações do produto. Exemplo de um processo de autenticação/identificação

[00215] O processo de autenticação/identificação com um nível de confiança L1 usando um PMVS por auditores/inspetores públicos ou ocasionais é descrito na Figura 13. Isso consiste em adquirir (etapa 1301) uma imagem 801 dos respingos de pulverizador visível, a extração do contorno 811 (etapa 1302), por exemplo, usando um limiar de imagem e gerando (etapa 1303) a assinatura S1 por meio da aplicação do mesmo processamento de imagem e operação de extração característica como aquele usado para inscrição de assinatura. A assinatura obtida é consultada a partir do banco de dados (etapas 1304, 1305). Por exemplo, a etapa 1304 pode compreender o envio da assinatura S1 para o banco de dados, e a etapa 1305 pode compreender a verificação se a assinatura pode ser encontrada no banco de dados. Se a assinatura S1 for encontrada no banco de dados, o elemento de segurança é considerado autêntico ou genuíno com nível de confiança L1 (etapa 1307), se não, o elemento de segurança é declarado não genuíno (etapa 1306). Se o elemento de segurança é autêntico, outras informações sobre o produto como a ID do produto podem, opcionalmente, ser obtidas a partir do banco de dados e enviadas para os PMVS (etapa 1308).

[00216] A autenticação/identificação com maior nível de confiança pode ser alcançada usando um dispositivo de inspeção dedicado (por exemplo, um SMVS) projetado para ser operado no modo de luminescência. Duas implementações possíveis são apresentadas nas Figuras 14 e 15.

[00217] A Figura 14 apresenta um método de autenticação/identificação completo com nível de confiança L3. A etapa 1401 compreende imagem por geração de imagem 802 de respingos de pulverizador com iluminação na faixa de comprimento de onda À2a. A etapa 1402 compreende a extração do contorno de respingos 822, por exemplo, com um limiar de imagem. A etapa 1403 compreende a imagem por geração de imagem 803 dos respingos de pulverização com iluminação na gama de comprimentos de onda À1a. A etapa 1404 compreende a extração do contorno de respingos 833, por exemplo, com um primeiro limiar de imagem. A etapa 1405 compreende a extração do contorno de respingos 834, por exemplo, com um segundo limiar de imagem. A etapa 1406 compreende a geração de assinaturas {S1', S2, S3}. A etapa 1407 compreende o envio das assinaturas {S1', S2, S3} para o banco de dados. A etapa 1408 compreende verificar se as assinaturas {S1', S2, S3} podem ser encontradas na base de dados. No caso de não, a etapa 1409 é executada, que compreende, por exemplo, que o banco de dados retorne uma mensagem "Marca NÃO-autêntica". No caso de sim, a etapa 1410 é realizada, que compreende, por exemplo, que o banco de dados retorne uma mensagem “Marca autêntica com nível de confiança L3”.

[00218] Em suma, as imagens 802 e 803 são obtidas usando um SMVS com iluminação, respectivamente nas faixas de comprimento de onda À2a e À1a (etapas 1401, 1403). A partir da imagem 802 os respingos de contornos 822 e assinatura S1' são obtidos (etapas 1402, 1406) e a partir da imagem 803 os respingos de contornos 833 e 834 e as assinaturas S2 e S3 são obtidas (etapas 1404, 1405, 1406), respectivamente, por meio da aplicação do mesmo processamento de imagem e operação de extração de recurso como aquele usado para a inscrição de assinatura. Todas as três assinaturas são consultadas a partir do banco de dados (etapas 1407, 1408). Se todas as três assinaturas forem encontradas no banco de dados, a marca será considerada autêntica com nível de confiança L3 (etapa 1410). Se as três assinaturas não forem encontradas todas juntas no banco de dados, a marca é considerada como não-autêntica (etapa 1409). Opcionalmente, o banco de dados pode retornar o ID do produto ou outras informações se o elemento de segurança for autenticado no nível 3, consulte a etapa 1411.

[00219] Vários esquemas de autenticação usando combinações de assinatura poderiam ser implementadas sem divergir do escopo da invenção. A Figura 15 representa um exemplo de outra implementação de esquema de assinatura onde níveis de confiança progressivos e distintos L3 > L2 > L1 pode ser obtido. Mais especificamente, as etapas 1401-1406 são executadas como na Fig. 14 e a etapa 1507 é idêntica à etapa 1407, mas a etapa de consulta 1408 é substituída por uma série de consultas 1508, 1510 e 1512, cada uma consultando, respectivamente, se S1, S2 ou S3 podem ser encontradas individualmente no banco de dados. Em outras palavras, a etapa 1508 consulta se o S1 é encontrado na base de dados, a etapa 1510 pergunta se o S2 está localizado na base de dados e a etapa 1512 consulta se o S3 é encontrado na base de dados. Se S1 não for encontrado, então o elemento de segurança é identificado como inautêntico, veja a etapa 1509, que poderia, por exemplo, compreender que o banco de dados retorne uma mensagem “Marca NÃO-autêntica”. Se S1 for encontrado no banco de dados, mas não S2, é retornada então, por exemplo, uma mensagem de “autêntico com nível de autenticidade 1”, consulte a etapa 1511, que pode compreender que o banco de dados retorna uma mensagem “Marca autêntica com nível de autenticidade L1". Se S1 e S2 são encontrados no banco de dados, mas não S3, então uma mensagem de “autêntico com nível de autenticidade 2” é retornada, consulte a etapa 1513, que poderia compreender que o banco de dados retorna uma mensagem “marca autêntica com nível de autenticidade L2”. Se todas as três assinaturas ou índices forem encontrados, então uma mensagem de “autêntico com nível de autenticidade 3” será retornada, consulte a etapa 1514, que pode compreender que o banco de dados retorne uma mensagem “marca autêntica com nível de autenticidade L3”. Opcionalmente, o banco de dados pode retornar o ID do produto ou outras informações se o elemento de segurança for autenticado no nível 3, consulte a etapa 1415.

OPORTUNIDADES USANDO MISTURA DE CORES

[00220] Como já descrito acima, embora o uso do efeito cascata é muito útil em conexão com o conceito da presente invenção, a invenção não é limitada aos mesmos e outros mecanismos que podem ser empregados para gerar elementos de segurança em conformidade com a presente invenção, em que um terceiro padrão é usado para definir o elemento de segurança.

[00221] Com a larga disseminação de dispositivos smartphone no público e o progresso em seu desempenho de imagem e recursos de computação, é vantajoso para implementar uma modalidade da presente invenção que não depende de propriedades de luminescência, de modo que uma autenticação até nível 3 possa ser realizada com PMVS convencionais, tais como sistemas de câmera em smartphones ou similares.

[00222] Tais modalidades podem fazer uso da mistura de cor nas regiões de sobreposição dos dois padrões. A mistura de cores pode ser realizada por depósito (por meio de pulverização, impressão ou outros métodos) sequencialmente aos dois padrões usando duas tintas diferentes com cores diferentes, garantindo a sobreposição mínima dos dois padrões. Corantes ou pigmentos de cor são usados para produzir a cor de tinta. A mistura de cores ocorre pela subtração de cor nas regiões de sobreposição e é intrinsecamente um processo não-linear, cujo resultado é dificilmente previsível, especialmente por substratos não-brancos (ver o livro de referência Industrial Color Physics, Klein, Georg A., Springer Series in Optical Sciences, Vol. 154, 2010, XIV).

[00223] Um fator para a mistura de cor para ocorrer através da sobreposição de dois padrões depositados sequencialmente, em vez de misturar os pigmentos de cores diferentes em uma única tinta, reside em manter a saturação da cor das duas tintas em um nível relativamente baixo. Isso impede que uma camada de tinta domine a outra pela cobertura completa (excesso de absorção de luz). Manter a saturação de cores em um nível baixo pode ser conseguido facilmente por meio da diluição dos corantes ou pigmentos.

[00224] Mais uma vez é feita referência à Figura 7, que também serve para ilustrar a mistura de cores em uma sobreposição parcial de duas manchas de pulverizador (ou de dois padrões) obtidos a partir de duas tintas diferentes. O INK1 da cor 1 produz o padrão 701, o INK2 de cor 2 produz o padrão 702 e a sobreposição é representada pelo padrão 703 de cor 3, obtido a partir da mistura da cor 1 e cor 2.

[00225] A Figura 20 mostra componentes de cor em dois espaços de cor diferentes, das 3 regiões da Figura 7, para as tintas particulares descritas no exemplo detalhado desta modalidade. Nomeadamente, componentes de cor RGB 2001 e componentes de cor CIE L*a*b* 2002. Isto demonstra que cada região possui um vetor de cor distinta.

[00226] A Figura 21 mostra os contornos correspondentes às 3 regiões da Figura 10 extraídas usando uma operação de desconvolução de cores. A partir das propriedades geométricas de contorno, 3 assinaturas podem ser construídas: Scl 2101 relacionada às propriedades das manchas ou padrão 701, Sc2 2102 relacionada às propriedades de manchas ou padrão 702 e Sc3 2103 relacionadas às propriedades da região de sobreposição 703.

[00227] A Figura 22 mostra um método de extração de contorno alternativo por meio do limiar de cor no espaço de cor CIE L*a*b*. Neste caso, os contornos obtidos representam as manchas iniciais de INK1 2201 e INK2 2202, incluindo a região de sobreposição.

[00228] Para ilustrar o efeito de mistura de cor que ocorre para a sobreposição de manchas, foram empregados dois corantes comerciais coloridos (Lumogen® F Orange 240 (BASF) (DYE1) e Lumogen® F amarelo 083 (BASF) (DYE2). Embora estes corantes também produzam fluorescência que foi usada para demonstrar o efeito cascata na modalidade em cascata da invenção, apenas as suas propriedades de cor foram usadas no presente exemplo da mistura de cores.

[00229] Uma tinta laranja (INK1) e uma tinta amarela (INK2) foram formuladas da mesma forma que para o exemplo de efeito cascata descrito acima, exceto que o INK2 amarelo foi 3 vezes menos diluído para ser visível.

[00230] Amostras individuais de padrões de tinta e amostras de sobreposição foram preparadas da mesma maneira que para o exemplo de efeito cascata e fotografadas em refletividade usando iluminação de luz branca. Após a correção do balanço de cores, as 3 regiões foram analisadas por algoritmos colorimétricos para extrair seus respectivos parâmetros de cores em dois espaços de cores diferentes, como mostra a Figura 20. A partir desses gráficos, pode-se ver que cada um dentre os 3 padrões possui um vetor de cores distintas (independentemente do espaço de cores usado) que pode ser usado para discriminar os 3 padrões e extrair seu contorno a partir da imagem.

[00231] Abordagens diferentes podem ser usadas para extrair os 3 contornos de padrões de suas propriedades de cor, entre estes, por exemplo 1. Desconvolução de cor 2. limiar de cor Desconvolução de cor:

[00232] A desconvolução de cor é uma técnica de processamento de imagem conhecida na geração de imagens biomédicas para a separação e quantificação de colorações imuno-histoquímicas (ver referência Quantification of histochemical staining by color de-convolution, by Ruifrok AC, Johnston DA., in Anal Quant Cytol Histol. 2001 Aug 23(4), 291-9). Esta operação, também denominada desagregação de cor, é um caso particular de separação de fonte cega. Dois processos aleatórios com duas tintas criam marcas aleatórias. As marcas são observadas em um conjunto de três espectros (RGB) e o objetivo é extrair as manchas criadas por cada tinta.

[00233] Esta tarefa é melhor realizada em valores de densidade óptica (OD) obtidos por meio da conversão de valores RGB usando a lei de Beer-Lambert. Até três vetores de tinta OD nos valores RGB OD podem ser definidos. Estes vetores, uma vez normalizados, podem ser usados para construir uma matriz de convolução OD. A inversão desta matriz (matriz de desconvolução) provê um meio para caracterizar as marcas aleatórias em termos da concentração de cada tinta.

[00234] A implementação algoritmos de desconvolução de cor podem ser encontrados em softwares de imagem de domínio público, tais como NIH’s ImageJ (reference Landin G. (2004). Colour Deconvolution plugin for ImageJ and Fuji. Oral Pathology Unit, School of Dentistry, University of Birmingham. Disponível a partir de http ://www. denti strv.bham.ae.uk/landini g/software/cdeconv/cdeconv.htmll

[00235] A Figura 21 ilustra como as 3 regiões podem ser extraídas a partir da imagem usando desconvolução. O resultado da desconvolução de cores são os 3 formatos 701, 702 e 703 usados para gerar 3 assinaturas: 2102: assinatura Scl (excluindo a sobreposição) 2104: assinatura Sc2 excluindo a sobreposição) 2103: assinatura Sc3 (apenas a sobreposição) Limiar de cor:

[00236] O limiar de cor é uma técnica comum de processamento de imagem para extrair às áreas coloridas em imagens de seus parâmetros de cor. Pode ser aplicado em vários espaços de cores com diferentes capacidades de discriminação.

[00237] A Figura 22 ilustra o resultado de 3 operações de limiarização de cor adequada no espaço de cor CIE L*a*b* (histogramas correspondentes são mostrados na Figura 23) para extrair os 3 contornos correspondentes INK1, INK2 e a sobreposição. O resultado da limiarização de cor no espaço de cor L*a*b* permite recuperar os contornos originais de INK1 e INK2 incluindo a sobreposição 2201: assinatura Sc1’ (incluindo a sobreposição) 2202: assinatura Sc2’ (incluindo a sobreposição) 2203: assinatura Sc3 (apenas a sobreposição)

[00238] A partir das regiões de cor extraídas na imagem, os contornos podem ser definidos por meio da limiarização de imagem adequada e as assinaturas podem ser geradas, da mesma forma que a modalidade de efeito cascata de fluorescência descrita anteriormente.

Exemplos de formulação

[00239] Nos exemplos de formulação a seguir, foram testadas duas formulações diferentes de INK1 com base nas seguintes propriedades de composição em branco a fim de determinar o efeito de composições de tinta com base no efeito cascata observado:

[00240] INK1 com formulação de composição branco à base de solvente (FORMULAÇÃO de composição em branco A) onde a camada de tintas secas é fina e, portanto, os pigmentos são concentrados e muitos deles estão próximos à superfície superior

[00241] INK1 com formulação de composição em branco de resina curável por UV (FORMULAÇÃO de composição em branco B) onde a camada de tinta seca é significativamente mais espessa, os pigmentos são distribuídos homogeneamente ao longo da espessura (eixo z) da camada de impressão e, consequentemente, a concentração de pigmento na superfície da impressão é reduzida em comparação com a tinta à base de solvente

[00242] Ambas as tintas com composição em branco são usadas para tintas de serigrafia e suas respectivas formulações são descritas abaixo em detalhes. Para o exemplo de formulação descrito aqui, dois exemplos de INK1 usando as duas composições em branco diferentes foram formulados por meio da adição de 15% em peso do pigmento Lumilux® SN-F2Y verde (Honeywell) como doador. Um adesivo de teste de cada formulação é impresso primeiro em serigrafia sobre um substrato branco adequado (por exemplo, a parte branca de substratos LENETA N2C-2) com uma armação de serigrafia de 90T, seguido por secagem por evaporação de solvente para a FORMULAÇÃO A e cura UV para a FORMULAÇÃO B.

[00243] Uma composição em branco de tinta de impressão digital típica foi formulada para INK2 (FORMULAÇÃO C detalhada abaixo). O INK2 foi obtido por meio da adição à preparação em branco de 0,3% em peso do corante fluorescente Lumogen® F Orange 240 como receptor.

[00244] Para a finalidade do exemplo descrito neste documento, o INK2 foi aplicado com um dispositivo de pulverização (Nordson Microspray EFD Série 787MS-SS) e usando uma máscara retangular para produzir um padrão distinguível no topo de, e cobrindo parcialmente cada um dentre os dois padrões de serigrafias impressos. Os parâmetros de pulverização foram ajustados a fim de produzir uma película seca equivalente ao obtido a partir de um depósito de película úmida de espessura de 12 μm, preparada por exemplo, usando um K Control Coater from RK Print Coat Instruments usando, por exemplo, a HC2 barra de revestimento, seguida de secagem à temperatura ambiente.

[00245] A eficiência do efeito cascata para as 2 amostras foram medidas com uma câmera equipada com uma lente e um filtro óptico de passagem longa para transmitir principalmente a fluorescência de INK2 em uma faixa de comprimento de onda entre 600 nm e 950 nm, enquanto usa um LED azul profundo emitindo em um pico de comprimento de onda de 410 nm para a excitação apenas de INK1 (INK2 é excitado apenas muito fracamente no comprimento de onda onde o LED UV profundo está emitindo). A intensidade média emitida pelo adesivo de INK2 foi obtida a partir de imagens em bitmap armazenadas e pode ser representada, com referência de FORMULAÇÃO B a 100%, como segue: Formulação em branco de INK1 Eficiência em cascata Formulação A (à base de solvente) 152 % Formulação B (curável por UV) 100%

[00246] Este exemplo demonstra que a eficiência em cascata pode ser aumentada em mais de 50% dependendo da formulação de tinta em branco de INK1, que vem de uma maior quantidade do pigmento fosforescente disponível na interface para a camada formada a partir de INK2. FORMULAÇÃO em branco A (à base de solvente): 21,3% NeoCryl B-728, 51,6% acetato de butilglicol, 21,7% etil-3 etoxipropionato, 0,3% Aerosil 200, 1,3% Byk-053 (agente antiespuma), 3,5% Dowanol DPM, 0,3% BYK-D410. (surfactante) FORMULAÇÃO em branco B (curável por UV): 31,5% em peso de monômero de diacrilato de tripropilenoglicol, 17,9% em peso de triacrilato de trimetilolpropano, 19,0% em peso de EBECRYL ™ 2959, 11,6% em peso de EBECRYL™ 80, 2,1% em peso de TEGO® Airex 900, 1,0% em peso GENORAD™ 20, 9,5% em peso de carbonato de cálcio, 2,1% em peso de dimetilcetal de benzil e 5,3% em peso de IRGACURE® 1173. FORMULAÇÃO C (tinta digital): 87% em peso de metiletilquetona, 10,3% em peso de um copolímero contendo hidroxila feita de cloreto de vinil a 84% em peso e 16% em peso de éster de ácido acrílico (comercialmente disponível pela Wacker Chemie sob o nome comercial VINNOL E15/40 A) e 2% em peso de um terpolímero feito de vinil a de 84% em peso, e 15% em peso de acetato de vinil e 1% em peso de ácido dicarboxílico (comercialmente disponível pela Wacker Chemie sob o nome comercial VINNOL E15/40 A).

Claims

1. Elemento de segurança compreendendo um primeiro e um segundo padrão formado em ou sobre um substrato, o primeiro padrão (105; 205) é formado por meio de elementos discretos (105a-105g; 205a-205c) de um primeiro material que são distribuídos ao longo de uma primeira região (101) do substrato (100; 200), o segundo padrão (106; 206) é formado por meio de elementos discretos (106a-106g; 206a-206c) de um segundo material que são distribuídos ao longo de uma segunda região (102) do substrato (100; 200), o referido segundo material sendo diferente do primeiro material referido, as referidas primeira e segunda regiões sobrepondo o substrato, os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões sendo distribuídos aleatoriamente, uma parte dos elementos discretos do primeiro padrão (105; 205) se sobrepondo com uma parte dos elementos discretos do referido segundo padrão (106; 206), o elemento de segurança sendo definido por meio do primeiro padrão (105; 205), do segundo padrão (106; 206) e de um terceiro padrão (107; 207) formado por meio da sobreposição de alguns ou todos os elementos discretos do referido primeiro e segundo padrões; e o primeiro material (INK1) compreendendo um primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1), que mediante excitação por radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À1a do primeiro corante fluorescente ou pigmento (DYE1) é capaz de emitir radiação eletromagnética em pelo menos uma primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1e, caracterizado pelo fato de que o segundo material (INK2) compreende um segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2), que mediante excitação por radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À2a do segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2) é capaz de emitir radiação eletromagnética em pelo menos uma segunda faixa de comprimento de onda de emissão À2e, e em que a referida primeira faixa de comprimento de onda de emissão Me do primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1) se sobrepõe com a faixa de comprimento de onda de excitação À2a do segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2), de modo que mediante a excitação com radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À1a do primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1), o segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2) é excitado, na área de sobreposição dos elementos discretos, para emitir radiação eletromagnética na faixa de comprimento de onda de emissão À2e, em que os referidos primeiro e segundo padrões são formados de modo que a referida parte dos elementos discretos do segundo padrão (106; 206) que se sobrepõem à referida parte dos elementos discretos do primeiro padrão (105; 205) é formada sobre a referida parte dos elementos discretos do primeiro padrão (105; 205), ou a referida parte dos elementos discretos do primeiro padrão (105; 205) que se sobrepõem à referida parte dos elementos discretos do segundo padrão (106; 206) é formada sobre a referida parte dos elementos discretos do segundo padrão (106; 206) desde que o primeiro material seja substancialmente translúcido ou transparente à radiação eletromagnética na segunda faixa de comprimento de onda de emissão À2e.

2. Elemento de segurança, de acordo com a primeira reivindicação, caracterizado pelo fato de que o primeiro material (INK1) compreende um ou ambos dentre um primeiro corante (DYE1) e um primeiro pigmento, e o segundo material (INK2) compreende um ou ambos dentre um segundo corante (DYE2) e um segundo pigmento.

3. Elemento de segurança, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 2, caracterizado pelo fato de que os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões não são distinguíveis visualmente do substrato.

4. Elemento de segurança, de acordo a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro padrão e o segundo padrão não são distinguíveis visualmente do substrato e os elementos discretos de outro dentre o primeiro padrão e o segundo padrão não são distinguíveis visualmente do substrato.

5. Elemento de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda faixa de comprimento de onda de emissão À2e não se sobrepõe com a primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1e.

6. Elemento de segurança, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que À1a-max < À1e-max < À2e-max, em que À1a-max < À1e-max, e À2e-max denotam os comprimentos de onda dos picos de excitação e emissão nas respectivas faixas de comprimento de onda de excitação e emissão do primeiro corante ou pigmento (DYE1) e do segundo corante ou pigmento (DYE2), respectivamente.

7. Elemento de segurança, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os elementos discretos distribuídos aleatoriamente são respingos de tinta de pulverização.

8. Bem comercial ou documento de valor, caracterizado pelo fato de que compreende o elemento de segurança conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 7.

9. Disposição de segurança, caracterizada pelo fato de que compreende um elemento de segurança, conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, e um registro de dados de um índice para identificação do referido terceiro padrão.

10. Disposição de segurança, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende um registro de dados de um primeiro índice para identificação do referido primeiro padrão, um registro de dados de um segundo padrão para identificação do referido segundo padrão e um registro de dados de um terceiro índice para identificação do referido terceiro padrão.

11. Processo para produção de uma disposição de segurança, conforme a reivindicação 9 ou 10, compreendendo a etapa de formar (401) o primeiro padrão por meio da distribuição de elementos discretos do primeiro material sobre a primeira região do substrato, o primeiro material (INK1) compreendendo um primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1), que mediante excitação por radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À1a do primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1) é capaz de emitir radiação eletromagnética em pelo menos uma primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1e, caracterizado pelo fato de que compreender adicionalmente as etapas de formar (402) o segundo padrão por meio da distribuição de elementos discretos do segundo material sobre a segunda região do substrato, o referido segundo material (INK2) sendo diferente do referido primeiro material e compreender um segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2), que mediante excitação por radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À2a do segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2), é capaz de emitir radiação eletromagnética em pelo menos uma segunda faixa de comprimento de onda de emissão À2e, as referidas primeira e segunda regiões do substrato que se sobrepõem, em que os elementos discretos de pelo menos um dentre o primeiro e segundo padrões são distribuídos aleatoriamente, e uma parte dos elementos discretos do primeiro padrão se sobrepõe com uma parte dos elementos discretos do referido segundo padrão, os elementos discretos sendo definidos por meio do primeiro padrão (105; 205), do segundo padrão (106; 206) e de um terceiro padrão (107; 207) formados por meio da sobreposição de alguns ou todos os elementos discretos do referido primeiro e segundo padrões; em que a referida primeira faixa de comprimento de onda de emissão À1e do primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1) se sobrepõe com a faixa de comprimento de onda de excitação À2a do segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2), de modo que mediante a excitação com radiação eletromagnética, caindo dentro de uma faixa de comprimento de onda de excitação À1a do primeiro corante ou pigmento fluorescente (DYE1), o segundo corante ou pigmento fluorescente (DYE2) é excitado, na área de sobreposição dos elementos discretos, para emitir radiação eletromagnética na faixa de comprimento de onda de emissão À2e; e em que os referidos primeiro e segundo padrões são formados de modo que a referida parte dos elementos discretos do segundo padrão (106; 206) que se sobrepõem à referida parte dos elementos discretos do primeiro padrão (105; 205) é formada sobre a referida parte dos elementos discretos do primeiro padrão (105; 205), ou a referida parte dos elementos discretos do primeiro padrão (105; 205) que se sobrepõem à referida parte dos elementos discretos do segundo padrão (106; 206) é formada sobre a referida parte dos elementos discretos do segundo padrão (106; 206) desde que o primeiro material seja substancialmente translúcido ou transparente à radiação eletromagnética na segunda faixa de comprimento de onda de emissão À2e; gerar um índice para identificação do referido terceiro padrão, compreendendo obter (403) uma imagem do referido terceiro padrão e aplicar uma rotina de indexação à referida imagem obtida, e armazenar o referido índice em um registro de dados (405).

12. Processo, conforme a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende gerar um ou ambos dentre um primeiro índice adicional para identificação do referido primeiro padrão e um segundo índice adicional para identificação do referido segundo padrão, e armazenamento de um ou ambos dentre o referido primeiro índice adicional e o referido segundo índice adicional em um repositório de dados conservando os referidos dados de registro do referido índice.

13. Método para autenticação de um elemento de segurança de uma disposição de segurança, conforme a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de obter (501) uma imagem do referido terceiro padrão e aplicar (502) uma rotina de indexação predeterminada à referida imagem obtida, para gerar um índice do referido terceiro padrão, acessar (503) o referido repositório dos referidos registros de dados, comparar (504) o referido índice gerado com o conteúdo a partir do referido repositório, e fazer (505) uma decisão de autenticidade com base na referida etapa de comparação.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de obter uma imagem do referido primeiro padrão e aplicar uma primeira rotina de indexação predeterminada à referida imagem obtida, para gerar um primeiro índice do referido primeiro padrão, acessar o referido repositório dos referidos registros de dados e comparar o referido primeiro índice gerado com o conteúdo a partir do referido repositório, em que a referida decisão de autenticação é baseada também na referida comparação do referido primeiro índice gerado com o conteúdo a partir do referido repositório.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de obter uma imagem do referido segundo padrão e aplicar uma segunda rotina de indexação predeterminada à referida imagem obtida, para gerar um segundo índice do referido segundo padrão, acessar o referido repositório dos referidos registros de dados e comparar o segundo primeiro índice gerado com o conteúdo a partir do referido repositório, em que a referida decisão de autenticação é baseada também na referida comparação do referido segundo índice gerado com o conteúdo a partir do referido repositório.