ES2293146T3

ES2293146T3 - Elemento opticamente variable, con datos no holograficos y procedimiento para su fabricacion.

Info

Publication number: ES2293146T3
Application number: ES04025442T
Authority: ES
Inventors: Christoph Heckenkamp; Gerhard Stenzel; Wittich Kaule
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 2008-03-16
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: DE59010944D1; SG46291A1; DE59010867D1; ES2129019T3; ES2223997T3; EP0892362A3; DE3932505C2; DE59010937D1; CA2026542C; ATE178152T1; ATE275482T1; ATE378651T1; US6954293B2; US5801857A; JP2005125802A; US6337752B1; JP2003121625A; EP1241618B1; AU6370890A; EP0892362A2

Abstract

Elemento ópticamente variable, con estructuras de difracción, para su aplicación en soportes de datos en un procedimiento de transferencia, que constituye una característica de identificación comprobable por medios humanos, de manera que el elemento ópticamente variable presenta dibujos visibles directamente, que son generados por destrucción irreversible de la estructura de difracción en la constitución de las capas del elemento ópticamente variable mediante un láser.

Description

Elemento ópticamente variable, con datos no holográficos y procedimiento para su fabricación.

La invención se refiere a un elemento ópticamente variable que presenta estructuras de difracción para su aplicación sobre un soporte de datos mediante un procedimiento de transferencia.

Se conocen elementos ópticamente variables desde algunos decenios en distintas realizaciones. Lo que dichos elementos tienen en común es que muestran diferentes efectos ópticos en función del ángulo de observación y de iluminación. Una categoría especial de elementos ópticamente variables se basa en efectos de difracción. Entre ellos se cuentan rejillas de difracción lineales o estructuradas, registros holográficos, cinegramas y similares.

Dichos elementos ópticamente variables son utilizados en los ámbitos más diversos, por ejemplo, en la publicidad, en el ámbito de la decoración, pero también para las marcas de autenticidad de soportes de datos. Debido a la calidad óptica, que ha mejorado mucho en estos últimos tiempos, los hologramas, los cinegramas, las rejillas de difracción, etc. se utilizan cada vez más en el ámbito de la seguridad, por ejemplo para tarjetas de crédito, tarjetas de identidad, billetes de banco, documentos de seguridad, etc. La creciente aceptación tiene esencialmente dos razones. En primer lugar, los elementos de este tipo cumplen los habituales requisitos de seguridad tradicionales para características de autenticidad humanamente comprobables, es decir, un alto coste para su fabricación e imitación, la escasa disponibilidad de la tecnología, así como una capacidad de comprobación inequívoca sin medios auxiliares. En segundo lugar, los elementos corresponden al último estado de la técnica, por lo que confieren al producto correspondiente un carácter moderno, altamente técnico.

Elementos de este tipo se han conocido hasta el momento en diferentes versiones por la literatura de patentes y por su aplicación práctica en el ámbito de la seguridad.

Poco después de la aparición de los primeros hologramas, se propuso proteger tarjetas de identidad, tarjetas de crédito y similares contra la imitación y la falsificación mediante la aplicación de un holograma sobre dicha tarjeta que almacena, una vez más y de forma holográfica, los datos personales del usuario, además del registro convencional de forma fotográfica y/o escrita. La comparación de los datos registrados de forma tradicional en la tarjeta con los datos almacenados en el holograma, deberá demostrar su veracidad. En representación de la multitud de publicaciones que existen al respecto, se citan aquí los documentos DE-OS 25 01 604, DE-OS 25 12 550 y DE-OS 25 45 799.

Si bien en el marco de la filosofía de seguridad tradicional es deseable que el coste para la fabricación de características de autenticidad sea alto, esto, sin embargo, sólo será válido, en primer lugar, para el valor de adquisición y la poca disponibilidad de los equipos de producción necesarios. Sin embargo, la producción de las características de autenticidad en sí, que se han de producir en grandes cantidades en estos equipos de producción relativamente caros, debería ser posible de forma económica.

En algunos tipos de holograma es la confección del primer holograma respectivo la que resulta relativamente costosa y dificultosa. La producción de duplicados, sin embargo, se puede realizar a una ínfima parte de estos "costes iniciales".

Lo que, por lo tanto, resulta desventajoso en las realizaciones antes mencionadas es que la producción de los hologramas no solamente se ha de llevar a cabo en equipos técnicos muy caros, sino que, además, se ha de confeccionar para cada tarjeta su propio holograma con informaciones individuales (datos de personalización), de manera que la complicación técnica para fabricar estos hologramas individuales (ejemplares únicos) siempre es relativamente elevada. Reducir los costes, trasladando el gasto hacia los equipos de producción, sólo es posible en muy pequeña medida. Debido a estas condiciones secundarias desventajosas, la utilización de hologramas con datos individualizados para cada tarjeta y almacenados de forma holográfica no es defendible desde un punto de vista económico.

Según el tipo de soporte de datos o elemento holográfico estándar, se aplican distintas técnicas. Sin pretender un carácter exhaustivo se pueden nombrar:

- la impresión directa de la estructura holográfica sobre soportes de registro, el acabado de cuya superficie lo permita, por ejemplo, sobre materiales plásticos;

- el sellado en caliente o pegado de hologramas, realizado sobre un soporte intermedio, sobre el soporte de registro propiamente dicho, que puede estar dotado de una superficie de papel o de plástico, por ejemplo un billete de banco, un valor, una tarjeta de identidad, etc.;

- la laminación o inserción de hologramas dispuestos sobre soportes intermedios en el interior de una estructura laminar de un soporte de registro de varias capas;

- la inserción de hilos de seguridad o planchetas con estructuras holográficas de difracción en papel durante el proceso de fabricación del mismo.

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El proceso que actualmente se utiliza con más frecuencia para la producción y la aplicación de hologramas estándar sobre soportes de datos es la transferencia de hologramas grabados a tarjetas de identidad. Por esta razón, el proceso de fabricación y las medidas de individualización se presentan a título de ejemplo a través de esta técnica. Las etapas principales del proceso son, en este caso, la confección de un holograma patrón, la producción de copias del holograma y la aplicación sobre el producto posterior.

La confección del patrón o master se realiza, generalmente, de forma manual en una confección individual con un equipo muy caro. El holograma patrón soporta, por lo tanto, una elevada carga de costes. La producción de las copias y su aplicación sobre las láminas de recubrimiento de las tarjetas se pueden realizar mediante máquinas a alta velocidad y, por lo tanto, de forma relativamente económica. Debido a esta estructura de costes se trata, mediante la producción de un número lo más alto posible de copias idénticas, de mantener bajos los costes fijos por holograma. La obligación de pasar a una producción en masa provoca de esta manera, en el ámbito de la seguridad, sobre todo en el sector de las tarjetas, limitaciones en cuanto a la protección contra la falsificación de hologramas.

Para reducir los costes que surgen en la producción de los hologramas, se han conocido en este sentido sólo modos de realización según los que, ciertamente, se utilizan hologramas como característica de autenticidad, pero donde los datos almacenados en el holograma no son individualizados para cada usuario, sino que simplemente presentan una individualidad con respecto al emisor de la tarjeta (hologramas estándar). En este sentido, los hologramas de distintos sistemas de tarjetas son diferentes entre sí, no obstante, los hologramas de las tarjetas individuales de un sistema son idénticos.

La utilización de hologramas estándar (es decir, duplicados de un holograma patrón o master) para un sistema de tarjetas ha hecho posible repartir los costes fijos relativamente elevados, originados por la técnica de registro holográfico, entre un número elevado de tarjetas. Según el volumen de la serie de tarjetas, los costes se reparten, de esta manera, eventualmente entre un número de ejemplares tan alto que, substancialmente, tan sólo los costes de duplicación se reflejan en el precio de cada holograma. Es debido a este hecho que se pudieron aplicar, por primera vez, hologramas como producto de masa en el ámbito de la seguridad de forma económica.

Además de las aplicaciones comúnmente conocidas en el sistema de Eurocheques, así como en las tarjetas de crédito VISA y Mastercard, se deben nombrar los documentos DE-OS 33 08 831 y EP-PS 0 064 067 en representación de estas variantes de aplicación.

Es conocido que los hologramas utilizados en los sistemas de tarjetas de crédito, que están en uso actualmente, son los denominados hologramas grabados, los cuales pueden ser duplicados mediante matrices. A pesar de que es la técnica de registro holográfico la que origina la mayoría de los costes de producción, los gastos a presupuestar para la duplicación de los hologramas en la producción en serie siguen siendo tan altos que una producción económica sólo será posible si los costes necesarios para la técnica de registro y la confección del holograma patrón pueden ser repartidos entre series de muchos millones de piezas. La producción de pequeñas series, es decir desde pocas decenas de miles hasta cientos de miles de tarjetas, sigue siendo prohibitiva casi siempre por razones económicas o finan-
cieras.

Al utilizar hologramas iguales dentro de una serie de tarjetas, se consigue que las tarjetas de un sistema puedan ser diferenciadas mejor de las tarjetas de otro sistema; la falsificación de las tarjetas, sin embargo, no se puede excluir totalmente, ya que debido al troquelado de hologramas de este tipo y su transferencia a otras tarjetas, todavía hay margen para manipulaciones. Hay ciertamente medidas que pretenden dificultar manipulaciones de este tipo, trasladando los datos grabados en relieve, que se refieren al usuario de la tarjeta, parcial o totalmente al área del holograma.

Se conoce que los datos grabados en relieve son, sin embargo, regrabables, siendo manipulaciones de este tipo reconocibles en la práctica para los expertos, pero no para profanos. La disposición de datos individuales para cada tarjeta, grabados en relieve en el área del holograma estándar, no ofrece, por lo tanto, una protección real contra su transferencia a otras tarjetas.

Para evitar también problemas de este tipo, se describe en el documento AT-PS 334 117 la aplicación de hologramas estándar para la individualización de tarjetas con respecto a cada usuario. Según esta propuesta, la individualización de las tarjetas es posible por la combinación de varios hologramas estándar, cada uno de los cuales contiene una determinada información, por ejemplo letras o números, y que representan mediante una combinación adecuada diferentes datos como, por ejemplo, palabras, números de varias cifras, etc. sobre cada tarjeta del sistema. Mediante la impresión de hologramas de este tipo por medio de un juego estándar de troqueles, se pueden producir de forma sencilla y económica datos de tarjeta holográficos individuales.

Dado que con esta variante se aplican mayoritariamente datos alfanuméricos pero que, en particular, datos en forma de imagen sólo son reproducibles de forma condicionada, los hologramas de este tipo no dan una impresión de conjunto de gran efecto visual, por lo cual esta individualización no ha podido imponerse hasta el momento en el mercado.

Otra variante de la individualización de documentos que incluye hologramas se describe en el documento DE-OS 25 55 214: De acuerdo con este modo de realización se propone aplicar sobre un documento estructuras de difracción en forma de caracteres numéricos o alfanuméricos. A tal efecto, se aplica un color de impresión termoplástica en forma de cifras sobre un substrato de papel para grabar, a continuación, con un troquel de gran superficie la estructura de difracción.

Pero esta variante no es adecuada para hologramas de varias capas, que se utilizan muy preferentemente para la fabricación de soportes de datos porque su estructura de difracción se halla interiormente y está, por lo tanto, prote-
gida.

En la Patente DE 26 01 693 se describe un documento que presenta un soporte de información con múltiples campos holográficos que pueden ser extinguidos o modificados individualmente. De esta forma se consigue una información binaria codificada que puede ser leída a máquina.

De la Patente DE 31 51 407 C1 se conoce un documento de identidad con capas múltiples en el que se pueden escribir informaciones en forma de dibujos mediante un dispositivo de escritura por rayos láser. Mediante la energía del rayo láser se destruyen parcialmente capas del documento de identificación.

El estado de la técnica muestra que las necesidades existentes en la ingeniería de seguridad y la viabilidad de soluciones defendibles desde un punto de vista económico no han encontrado, hasta el momento, un denominador común.

Partiendo de este estado de opinión general y del estado de la técnica relacionado con el mismo, la invención se plantea el objetivo de dar a conocer elementos con características estructurales de difracción y especialmente variantes holográficas y un procedimiento de fabricación para los mismos que permiten un grado de individualización del holograma adecuado al correspondiente aspecto de seguridad, y por lo tanto, con la más amplia protección posible de los datos y documentos y que simultáneamente permitan conseguir las ventajas de costes de la producción en serie de hologramas de tipo estándar.

Este objetivo se consigue mediante las características que se dan a conocer en la reivindicación principal. Otros desarrollos son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

La esencia de la invención se tiene que considerar en que la fabricación de hologramas o tarjetas de hologramas y similares que consiste siempre en varias fases individuales se interrumpe en una fase adecuada en la que dichos hologramas se modifican o personalizan mediante medidas de individualización concretas, sin que ello limite u obstaculice esencialmente la producción en serie. En función de la fase de producción en la que se ha previsto la modificación, a pesar de utilizar el mismo holograma-patrón, se pueden conseguir muy distintas formas de realización de los hologramas en el producto final (la tarjeta holográfica). El espectro de la individualización va desde un subconjunto de hologramas idénticos, cuyo aspecto difiere del holograma estándar, lo cual es interesante para series pequeñas, hasta la personalización total en la que los hologramas estándar se transforman en auténticos ejemplares
únicos.

La fabricación de hologramas requiere el empleo de las técnicas más diversas, tal como el registro holográfico, la reproducción sobre productos semiacabados en serie, la unión o la incorporación al soporte de datos, etc. Introduciendo las medidas de individualización en aquéllas etapas del proceso, en las que la fabricación del holograma pasa de una técnica a la otra, dichas medidas serán relativamente fáciles de integrar en el desarrollo del proceso de la fabricación holográfica, haciéndolo posible, casi siempre, sin grandes ingerencias en el proceso de fabricación propiamente dicho y sus equipos de producción.

A continuación, se explica el principio fundamental, por ejemplo, por medio de hologramas grabados, que son prefabricados como semiproductos sobre las llamadas bandas de transferencia y transferidos al soporte de datos propiamente dicho por un procedimiento de transferencia. Dicho procedimiento es muy adecuado para la realización de la presente invención porque, en este caso, los distintos ámbitos tecnológicos, que intervienen en la fabricación de los hologramas patrón, los hologramas estándar (duplicados) y los soportes de datos a proteger, así como en la transferencia del holograma al soporte de datos, están separados entre sí muy claramente. Pero las ideas fundamentales de la invención también se pueden aplicar, de forma análoga, a la utilización de hologramas de volumen, cinegramas, etc., aunque no siempre con la gama de variaciones con la que se puede aplicar a los hologramas grabados de trans-
ferencia.

Lo que resulta muy ventajoso es que, con el procedimiento que se propone de acuerdo con la invención, todas las ventajas económicas de la fabricación de hologramas en grandes series pueden ser aprovechadas del mismo modo, tanto para hologramas individualizados uno por uno, como también para series pequeñas de hologramas idénticos; al mismo tiempo, se puede conferir un carácter irreversible a la individualización debido a la integración de las medidas de individualización en el proceso de fabricación. En función del tipo de intervención en el desarrollo del proceso, así como por combinación de varias medidas de individualización, se pueden crear las variaciones de elementos más diversas a partir del mismo patrón. Mediante los procedimientos mencionados se puede, finalmente, establecer una producción anticipada de semiproductos preparados de forma estandarizada, que se individualiza y/o se acaba, según cada caso de aplicación, en las siguientes etapas del proceso en cualquier momento posterior.

Otras ventajas y características de la invención resultan del dibujo y de los siguientes ejemplos de realización.

El dibujo muestra

en la figura 1, las etapas principales del proceso para la fabricación y la transferencia de hologramas grabados a soportes de datos,

en la figura 2, la subdivisión de las secciones del procedimiento que se muestran en la figura 1,

en la figura 3, la estructura laminar de una banda de transferencia,

en la figura 4, la estructura laminar de un holograma acabado sobre un substrato,

en la figura 5, una banda de transferencia preferente.

En la figura 6 se muestra el desarrollo del proceso de fabricación de hologramas de volumen sobre película.

Procedimiento para la fabricación de hologramas grabados de transferencia

En la figura 1 se muestran las etapas principales de la confección de hologramas grabados y de su aplicación sobre soportes de datos mediante el procedimiento de transferencia, tal como se suele hacer, de acuerdo con el actual estado de la técnica. De esta manera, el procedimiento se divide en

-: la confección de un patrón o master (pos. 1, figura 1)

-: el moldeo de matrices idénticas (pos. 2, figura 1),

-: la impresión de los hologramas sobre bandas de transferencia (pos. 3, figura 1), y

-: la transferencia de los hologramas al producto (pos. 4, figura 1).

Como es sabido, las etapas del proceso son tan distintas una de la otra, desde el punto de vista tecnológico, que se llevan a cabo en áreas de producción totalmente distintas. Debido a la complejidad de estas etapas de proceso, las mismas a menudo se realizan incluso en plantas industriales totalmente separadas. El paso de un área de producción a la otra se realiza en interfaces tecnológicas, en las que el producto intermedio se presenta como semiproducto definido.

Cada una de las cuatro etapas, señaladas en la figura 1, tiene puntos tecnológicamente destacados. En la fase 1 de la confección del patrón lo que predomina es la técnica fotográfica propiamente dicha o la técnica holográfica. En esta área que, en cuanto a su estructura, se puede comparar con un estudio cinematográfico, se fabrican los modelos (casi siempre a escala 1:1) de los objetos que han de ser reproducidos en forma de holograma, se expone la película virgen de forma holográfica, se copian los hologramas (las películas) a diversas películas vírgenes, se revelan, etc. y se confecciona el primer patrón o master. En el patrón el holograma está presente en una fina estructura en relieve superficial, que se deja duplicar mediante impresión mecánica sobre materiales suficientemente lisos y moldeables. Dado que al imprimir la estructura en relieve, dicho relieve está sometido a altas cargas mecánicas y, por lo tanto, a un gran desgaste, habitualmente no se utiliza el propio patrón para la reproducción de los hologramas, sino matrices derivadas del mismo. Dado que, asimismo, el moldeo de las matrices a partir de un original (patrón) sólo se puede repetir de forma limitada, dichas matrices se fabrican mediante procedimientos en varias etapas a través de los llamados subpatrones o sub-subpatrones, etc.

El moldeo de las matrices a partir del patrón, del subpatrón o similares se realiza habitualmente por vía galvanoplástica. Las etapas necesarias a tal efecto son bastante conocidas y no se describirán aquí con más detalle. Lo que parece digno de mención en este contexto es solamente el hecho de que las condiciones de producción necesarias en esta segunda fase de la producción (pos. 2, figura 1) son equiparables a las de la industria química. Los equipos de producción utilizados en esta etapa del proceso están formados, en primer lugar, por baños galvánicos en los que se constituyen capas metálicas dentro de las correspondientes soluciones de electrolitos de sales metálicas y aditivos químicos bajo el efecto de corriente eléctrica continua, reproduciendo dichas capas el patrón.

Una vez realizadas las matrices, éstas se utilizan en la tercera fase del proceso (pos. 3, figura 1) en equipos automáticos que transfieren el relieve a superficies de plástico, etc. Según una variante de realización preferente del procedimiento, según la invención, las estructuras en relieve se imprimen en lo que se denominan bandas de transferencia estandarizadas, las cuales, a su vez, son almacenadas transitoriamente como semiproductos, pudiendo ser utilizadas de distintos modos en los "productos" posteriores.

En principio es posible aplicar el relieve holográfico sobre el producto en un procedimiento de una o dos etapas. En procedimientos de etapa única la estructura en relieve del holograma se imprime directamente sobre la superficie del producto que se ha de dotar de un holograma. Según la naturaleza del producto, este modo de proceder resulta, sin embargo, imposible en muchos casos, ya que solamente se puede dotar de relieve superficies lisas y moldeables bajo el efecto de una alta presión superficial. Por esta razón, pero también debido a la mayor flexibilidad, en la práctica se elige, generalmente, el procedimiento de dos etapas, en el que se crea el relieve, primero, sobre un soporte intermedio, por ejemplo una banda de transferencia, pegando, sellando o fijando de modo similar dicho relieve en esta forma sobre el producto. Aunque el principio, según la invención, se podría aplicar en ambas versiones, es preferente la variante en dos etapas porque este modo de realización proporciona más posibilidades de variación. Esto es válido, sobre todo, cuando se utiliza una banda de transferencia como soporte intermedio.

La fabricación de las bandas de transferencia se realiza asimismo en función de la estructura requerida o en función de la calidad holográfica y el estándar de seguridad deseados en varias etapas individuales. En este proceso se preparan bandas de láminas neutrales de varias capas en las que se imprimen los hologramas sucesivamente. A continuación, se lleva a cabo un revestimiento adicional de las bandas dotadas de relieve para proteger la fina estructura en relieve contra daños mecánicos, pero también contra eventuales manipulaciones. En esta tercera fase del proceso de producción (pos. 3, figura 1) se utilizan autómatas mecánicos, que son complejos y costosos, debido a la calidad que se requiere y por la finura de las estructuras que se han de crear. El equipo técnico utilizado en esta fase del proceso corresponde, substancialmente, a los que se usan habitualmente en la mecánica de precisión, así como en las técnicas de impresión y de plásticos.

En la cuarta fase (pos. 4, figura 1) se realiza la transferencia del holograma acabado de la banda de transferencia al producto posterior. En el presente caso, se citan como producto, preferentemente, tarjetas de identidad, valores, billetes de banco, etc. Pero también es concebible y oportuna la utilización en cintas de video, discos fonográficos, etiquetas de prendas de vestir, etc. La transferencia del holograma se lleva a cabo, de forma similar que en la tercera fase del proceso, mediante equipos de producción altamente automatizados. Al contrario de la fase tres (pos. 3, figura 1), en este caso, también se han de tener en cuenta los aspectos específicos del producto, por ejemplo, la tecnología de valores o tarjetas. Para evitar una pérdida de calidad del holograma y/o del producto por la transferencia, se han de tener en cuenta o adaptar entre sí los parámetros de ambos elementos que están correlacionados entre sí, tal como por ejemplo las propiedades de los materiales, las temperaturas de tratamiento, la capacidad de carga mecánica, etc. En este sentido, productos diferentes pueden requerir, en parte, medidas muy diferentes para la aplicación de los hologramas. La transferencia de los hologramas se realiza, generalmente, en la planta del mismo fabricante del producto, o bien la llevan a cabo los proveedores que fabrican el embalaje, etiquetas o similares para el producto.

Los bloques del proceso, mostrados en la figura 1, se explicarán, a continuación, a través de la figura 2.

Confección de la matriz

Generalmente se crea un modelo tridimensional del objeto a representar posteriormente, el cual se ha de realizar a escala 1:1 teniendo en cuenta las técnicas holográficas que están actualmente en uso. La etapa de proceso necesaria, a tal efecto, es la señalada como pos. 5 en la figura 2. Una vez creado el modelo, se genera en una etapa intermedia (6) un holograma, que puede ser reconstruido por láser, sobre una película laminada plateada. Este holograma que también recibe el nombre de holograma primario se copia, a continuación, por medio de la llamada técnica arco iris a una segunda película holográfica, para que la imagen holográfica también sea visible en luz blanca (sin láser). En este proceso de copiado se utilizan, preferentemente, capas de fotorresistencia como material fotosensible. Debido a esta medida, el holograma que se presenta como estructura de medio tono en el holograma primario se transforma en un relieve superficial. El holograma producido de esta manera se denomina habitualmente holograma secundario. En el último paso intermedio (7) de la fase (1) del proceso se constituye, a partir del holograma secundario por vía electrogalvánica, el llamado patrón o master de impresión, en el cual la información holográfica también está presente en forma de un relieve superficial.

El moldeo de los troqueles

El patrón confeccionado en la etapa intermedia (7) constituye un ejemplar único caro y, debido al peligro de sufrir daños y desgaste, generalmente no se utiliza para el grabado de hologramas. Más bien se procede a moldear a partir del patrón o master, en un proceso de dos o más fases, asimismo por vía electrogalvánica (etapa intermedia -8-), los llamados subpatrones y de éstos las matrices propiamente dichas (etapa intermedia -9-). Partiendo del patrón, los subpatrones se presentan en relieve negativo. Del subpatrón se fabrican, en relieve positivo, las matrices propiamente dichas, que son utilizadas para proporcionar al material plástico un relieve superficial. La vida útil de una matriz raramente supera 10 000 impresiones, por esto, si la tirada es grande, se tendrá que fabricar un número considerable de estas matrices.

Confección de la banda de transferencia

La banda de transferencia está formada por varias capas y consta, por lo menos, de una capa de base y una capa de impresión también constituida por varias capas. La fabricación de la banda de transferencia se realiza en varias etapas que están subdivididas en la figura 2 en una fase de preparación (10), la fase de impresión del holograma (11), así como la fase de acabado (12).

En la etapa de preparación (10) la capa de base se recubre de un material grabable, es decir, que puede ser dotado de relieve, de tal manera que, en el proceso de transferencia posterior, se pueda separar sin problemas mediante aplicación de calor y presión. En el caso más sencillo esto se consigue disponiendo una capa de cera entre la capa de base y la capa de plástico grabable. En aquellos casos en los que el holograma debe ser reconocible en reflexión, se dispone otra capa de metal altamente reflectante sobre la capa de impresión o debajo de la misma.

En la fase de acabado (11) se imprime la estructura en relieve en el revestimiento de plástico grabable mediante las matrices que se han fabricado en la etapa intermedia (9). A continuación, se cubre el relieve superficial, creado de esta manera, con al menos una capa protectora que protege el relieve contra deterioros mecánicos. Esta capa protectora se ha de adaptar al material de la capa grabable de tal manera que las propiedades del holograma se vean afectadas lo menos posible. Por diversos motivos, que no han de ser explicados aquí, se aplican otras capas, que son necesarias para la protección del holograma, sobre la primera capa protectora. Como última capa se ha dispuesto una capa termoadhesiva, que garantiza la transferencia del holograma al producto posterior y su adhesión sobre el mismo.

La transferencia al producto

La transferencia del holograma al producto, por ejemplo tarjetas, valores o similares, se lleva a cabo, tal como ya se ha mencionado, en la fase (4). De forma similar que en la fabricación de la banda de transferencia, también en este caso se prepara un semiproducto neutral en una etapa intermedia (13). En el caso de la tarjeta de identidad se trata de la tarjeta virgen acabada, en la que la funda interior impresa de la tarjeta ya está revestida con láminas de recubrimiento y, si fuera necesario, dotada de bandas magnéticas, bandas para la firma y similares. Las tarjetas vírgenes, que están presentes en esta forma, sin embargo, no suelen estar dotadas todavía de datos personales del posterior titular de la tarjeta.

La transferencia del holograma de la banda de transferencia se lleva a cabo en la etapa intermedia (14) en la que, en un equipo automático de estampación en caliente, el holograma se posiciona sobre el área de la tarjeta donde se ha de insertar, siendo montado a presión mediante un troquel caliente. Al retirar la banda de transferencia, la estructura multicapa que contiene el holograma se rompe exactamente en el contorno del troquel, desprendiéndose de esta manera de la banda de transferencia. Una vez insertado el holograma, la tarjeta es dotada en la etapa intermedia (15) de los datos del usuario, por ejemplo, mediante un procedimiento de personalización por láser.

Al final de este proceso de producción está la tarjeta acabada (16) que, tal como se muestra de forma esquemática en la figura 2, está dotada de un holograma insertado (17) y del juego de datos (18) que comprende datos que se refieren al usuario y datos neutrales.

En la figura 3 se muestra un corte de la banda de transferencia (19). Consta de una banda de soporte (20) sobre la que se ha aplicado una capa de separación (21) de cera. Encima de ésta hay una capa protectora (22) y una capa constituida por un material termoplástico (23), que es algo menos sensible al calor que la capa de separación (21). El material termoplástico (23) está recubierto por una fina capa de metal (24) no resistente, constituida preferentemente por vaporización de aluminio y cuyo grosor es, al menos, menor que 5.000 angstroms. Para la confección de hologramas transparentes se prescinde de la capa de metal (24). Las capas (20) a (24) constituyen un semiproducto (banda virgen) en el que se imprime la estructura en relieve.

Para imprimir el dibujo del relieve superficial se aplica a presión una matriz caliente sobre la capa de metal (24). Bajo el efecto de la presión y del calor, el material termoplástico (23) cede, grabándose el dibujo del relieve en la capa de aluminio (24). A continuación, se aplican una segunda capa protectora (25) y una capa termoadhesiva (26) sobre la capa de metal (24). En variantes especiales, las capas (25) y (26) también están juntadas formando una sola capa. El material fabricado de esta manera constituye un producto intermedio que, asimismo, se deja almacenar y transportar fácilmente como semiproducto.

Para la aplicación del holograma sobre el producto se coloca la banda de transferencia (19) junto con la capa termoadhesiva (26) sobre un substrato (30), por ejemplo, una tarjeta, tal como se muestra en la figura 4, haciendo presión. Esta presión se aplica mediante un troquel de transferencia (34) caliente o, alternativamente, también mediante un rodillo de transferencia. Bajo el efecto de la presión y del calor, la capa termoadhesiva (26) se une con el substrato (30), al tiempo que se funde la capa de separación (21), facilitando el retiro del material de soporte (20). La unión con el substrato (30) y la separación del soporte (20) se produce solamente en aquellas áreas de la superficie donde la capa de separación (21) se calienta, es decir, solamente justo debajo del troquel de transferencia (34). En las demás áreas de la superficie la estructura laminar y el material de soporte permanecen fijamente unidos entre sí. Dado que la estructura laminar (22) a (26) se rompe a lo largo de los bordes del contorno del troquel de transferencia (34) al retirar la película de soporte del substrato, el contorno del holograma transferido de esta manera siempre corresponde al contorno del troquel, pudiéndose realizar también, de esta manera, estructuras de contorno complicadas. Se conoce, sin embargo, el proceso del sellado en caliente, el cual se describe, por ejemplo, en el documento DE-OS 33 08 831.

Medida de individualización (D) (en la banda de transferencia acabada)

Tras el acabado completo, por ejemplo, de la banda de transferencia (19) mostrada en la figura 3, existen otras varias posibilidades de individualización. En esta fase del procedimiento, la individualización resulta muy oportuna ya que, según este modo de realización, la banda de transferencia está, por un lado, presente como producto intermedio acabado y, por otro lado, relativamente bien protegida contra posibles daños por las capas protectoras existentes en esta fase del procedimiento.

Las medidas de individualización se basan, en primer lugar, en la inscripción de datos individuales en una o varias capas de la banda de transferencia, bien por una transformación irreversible, bien por eliminación de material de la capa.

Para la inscripción o marcación de datos es apropiada, entre otras, la inscripción de datos por láser según la invención. Se trata de provocar modificaciones o destrucciones irreversibles en la estructura laminar, a través de la lámina de soporte (20) o la capa de barniz protectora (26), mediante un marcador de láser, por ejemplo, ennegreciendo o destruyendo la estructura de difracción, retirada de la capa metálica, etc. Según su situación en la estructura laminar, los dibujos inscritos en la tarjeta holográfica acabada serán directamente visibles o dispuestos debajo de la capa metálica (24).

La marcación por láser se basa en la absorción de los rayos láser en el medio a marcar. Tal como se ha podido comprobar, los hologramas convencionales de reflexión son generalmente muy adecuados para inscripciones de este tipo. En los casos en los que la capacidad de inscripción por láser no es suficiente, lo que puede pasar, sobre todo, en los hologramas de transmisión, es posible mejorar la calidad de la inscripción añadiendo colores o aditivos absorbentes en una o varias capas de la banda de transferencia. De este modo, es posible sensibilizar también capas especiales de la banda de transferencia de forma particular, de manera que, si la energía del láser está correctamente dimensionada, se podrá influir también en estas capas de forma dirigida.

La aplicación de un láser potente provoca generalmente la total vaporización del material o la formación de plasma a través de toda la estructura laminar, debido al escaso grosor de cada capa individual. De esta manera se consiguen las inscripciones de la banda de transferencia, las cuales han de ser siempre reconocibles claramente en el producto acabado, independientemente del lado por el que se hayan introducido, y que no pueden ser modificadas a posteriori. Este aspecto tiene mucho interés, sobre todo, cuando los datos introducidos han de presentar un formato a prueba de falsificación.

Como alternativa a la marcación por láser según la presente invención también existe la posibilidad de perforar mecánicamente la banda de transferencia (figura 5). A tal efecto, la lámina es dotada de perforaciones estructuradas en la zona del holograma mediante una especie de impresora de aguja, o de una imagen troquelada, que ha sido producida mediante una herramienta de troquelar fijamente predeterminada. Para perforaciones muy complicadas que, en su caso, también pueden variar de un holograma a otro, también es posible utilizar grabadoras automáticas, que se encargan de la eliminación del material mediante un buril controlado según el plano xy.

Los dispositivos, que se pueden utilizar para la marcación por láser o la eliminación mecánica de material, son conocidos por los expertos y no requieren más explicación detallada.

Individualización de hologramas de volumen sobre película

Tal como se mencionó anteriormente, las medidas de individualización, según la invención, se pueden aplicar muy bien en hologramas grabados de transferencia y se dejan integrar bien en el proceso de producción. La aplicación, según la invención, no se limita, sin embargo, a hologramas de este tipo. A continuación se describe la utilización de la idea, de acuerdo con la invención, en relación con hologramas de volumen sobre película.

Las fases principales de la producción en serie de hologramas de volumen comprenden:

- la confección de un holograma primario,

- la reproducción de los hologramas mediante copiado,

- la aplicación de los hologramas sobre un substrato.

A través de la figura 6 se explican a continuación, con más detalle, las etapas del proceso, partiendo de los detalles indicados en la figura 2 y entrando en gran parte sólo en las variaciones de ambos procedimientos.

En la fase (101) se registra, a partir de un modelo, un holograma sobre un material fotosensible. Ello se realiza según las técnicas conocidas, superponiendo en una placa fotográfica un rayo del objeto a un rayo de referencia. Una vez revelada y fijada, esta placa fotográfica representa el holograma primario.

A partir del holograma primario, que corresponde al patrón o master, se podrían hacer copias a discreción sin que fuera necesaria la etapa intermedia del subpatrón, que se necesita en la confección del holograma grabado, ya que el copiado de los hologramas secundarios es un proceso puramente óptico que no supone una carga mecánica para el holograma primario.

Sobre todo, si se han de hacer copias del holograma primario en mayores cantidades y en momentos diferentes, se recomienda, sin embargo, realizar hologramas secundarios a partir de los hologramas primarios como ejemplares de trabajo, que se utilizarán en el posterior proceso de exposición de la película holográfica definitiva en la etapa (111), a efectos de excluir deterioros de todo tipo, sobre todo, por rayado, etc.

La confección de los hologramas secundarios se realiza, según las técnicas habituales, en la etapa intermedia (102), siendo más o menos comparable con la confección del subpatrón o de las matrices, sólo que, en este caso, no se utilizan películas de fotorresistencia, sino las películas holográficas convencionales.

En la etapa intermedia (110) se producen las películas necesarias para el holograma de volumen. Las películas holográficas comprenden, tal como es corriente en la técnica fotográfica, por lo menos dos capas, concretamente un material de soporte, por ejemplo una película de poliéster, y una emulsión fotosensible.

Una película prefabricada de este modo se expone también en la etapa (111), igual que en la etapa (102), para producir el holograma que se ha de utilizar en el producto. Esto se lleva a cabo de manera convencional, utilizando la estructura holográfica inicial, que ha sido empleada en la exposición del holograma primario pero intercambiando el objeto, en este caso, por la película holográfica. Un rayo de referencia conjugado (invertido en tiempo y dirección) es proyectado sobre el holograma secundario. De esta manera, se produce una imagen real en la posición inicial del objeto. Con la ayuda de un segundo rayo de referencia se registra la imagen virtual sobre la película holográfica. Mediante la repetición mecánica del proceso de copiado se puede producir en serie cualquier cantidad de hologramas.

Tras la exposición, la película es revelada y fijada en la etapa intermedia (112). Además, se podrán aplicar capas adicionales como, por ejemplo, una capa protectora, una capa adhesiva, etc.

La etapa intermedia (117) se ha previsto para tomar eventualmente medidas en la película acabada. Es totalmente análoga a la preparación de la banda de transferencia del holograma grabado.

La preparación del substrato se lleva a cabo en la etapa (113). Estas medidas también se han de ver de forma análoga al holograma grabado.

En la etapa (114) se aplica el holograma sobre el substrato. Según el substrato y el uso previsto, existen distintas posibilidades para fijar el holograma sobre el substrato. Las técnicas corrientes serían, en este contexto, el pegado sobre el substrato o la laminación en la estructura laminar de substratos de varias capas, tal como, por ejemplo, tarjetas de identidad. En cualquier caso, el holograma se obtiene de la película por troquelado y se inserta en el substrato.

La preparación del producto final se lleva a cabo en la etapa (115). Las medidas a realizar en esta etapa se han de ver análogamente a los pasos necesarios para los hologramas grabados.

Medidas de individualización en hologramas de volumen sobre película

Las medidas que se pueden aplicar para la individualización de hologramas de volumen también se parecen mucho a las descritas en relación con los hologramas grabados.

Espectro de aplicaciones

Los hologramas individualizados tienen un amplio espectro de aplicaciones, las cuales, a continuación, serán distinguidas en función de cómo los hologramas se presentan en el producto final posterior. Es práctica habitual aplicar los hologramas en la superficie de soportes de datos. Dichos soportes de datos pueden estar dotados de una superficie de papel, tal como, por ejemplo, billetes de banco, documentos de identidad, valores y similares, pero también pueden tener una superficie de plástico, tal como tarjetas de identidad, billetes de banco de plástico, cintas de video, etc. En realizaciones especiales el holograma puede estar limitado a áreas parciales del producto, según otras, puede recubrir toda la superficie del producto. Precisamente en el ámbito de las tarjetas de identidad y de crédito, la aplicación de estas variantes distintas se ha convertido en práctica habitual. Pero los elementos holográficos también pueden ser incorporados en los productos. Se conoce, por ejemplo, la laminación de un holograma en tarjetas de plástico de varias capas. El holograma puede presentarse, en este caso, en múltiples formas de realización, por ejemplo, como hilo de seguridad, en forma de logotipo o de un motivo integrado, o similares. Sin embargo, es posible también que el holograma sea introducido mediante una especie de montaje, según el que en una de las láminas de la tarjeta laminada se ha dispuesto una abertura para pegar el holograma.

Además, es posible también incorporar elementos holográficos directamente en el papel, estando el material holográfico preferentemente preparado en forma de bandas, barras o planchetas. Estos elementos se han de incorporar preferentemente durante la fabricación del papel, siendo la medida de seguridad muy efectiva si se halla en el papel, por ejemplo, en forma de "ventana - hilo de seguridad".

Claims

1. Elemento ópticamente variable, con estructuras de difracción, para su aplicación en soportes de datos en un procedimiento de transferencia, que constituye una característica de identificación comprobable por medios humanos, de manera que el elemento ópticamente variable presenta dibujos visibles directamente, que son generados por destrucción irreversible de la estructura de difracción en la constitución de las capas del elemento ópticamente variable mediante un láser.

2. Elemento ópticamente variable, según la reivindicación 1, caracterizado porque los dibujos consisten en la eliminación completa de zonas parciales de la estructura de capas del elemento ópticamente variable.

3. Elemento ópticamente variable, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los dibujos representan una numeración.

4. Elemento ópticamente variable, según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una o varias capas del elemento ópticamente variable contienen colores o aditivos que absorben los rayos láser.

5. Elemento ópticamente variable, según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento ópticamente variable comprende una capa de plástico, que puede ser dotada de relieve, y una capa de metal que está dispuesta encima o debajo de dicha capa de plástico.

6. Elemento ópticamente variable, según la reivindicación 5, caracterizado porque la superficie de la capa de metal es más pequeña que la capa de plástico.

7. Elemento ópticamente variable, según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la capa de metal está formada por aluminio, cobre, plata u oro.

8. Elemento ópticamente variable, según al menos una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la capa de metal está constituida como una fina retícula o es parcialmente permeable, y porque en la estructura laminar del elemento ópticamente variable, debajo de la capa de metal, está dispuesto un elemento impreso.

9. Elemento ópticamente variable, según la reivindicación 8, caracterizado porque el elemento impreso está formado por un color transparente, un color luminiscente o por un color reflectante en la zona infrarroja o ultravioleta del espectro.

10. Elemento ópticamente variable, según la reivindicación 5, caracterizado porque la capa de metal está conformada como una capa permeable a los rayos infrarrojos, porque debajo de la capa de metal está dispuesta una capa de barniz protectora, que aparece negra e impermeable en la región visible del espectro y que es transparente o parcialmente permeable en la zona infrarroja, y porque debajo de la capa de barniz protectora está dispuesto un elemento impreso en un color que refleja la radiación infrarroja.

11. Elemento ópticamente variable, según al menos una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el elemento impreso constituye un código de máquina, sobre todo un código de barras.

12. Elemento ópticamente variable, según al menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el elemento ópticamente variable presenta un contorno individual.

13. Elemento ópticamente variable, según al menos una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al menos una de las capas del elemento ópticamente variable está coloreada con un colorante o aditivo de colo-
rante.

14. Elemento ópticamente variable, según la reivindicación 13, caracterizado porque los aditivos o colorantes son substancias transparentes, luminiscentes o absorbentes.

15. Elemento ópticamente variable, según al menos una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el elemento ópticamente variable presenta una o varias áreas parciales, que no provocan la difracción de los rayos de
luz.

16. Elemento ópticamente variable, según la reivindicación 15, caracterizado porque el elemento ópticamente variable está dotado de una capa de metal que, asimismo, no se halla en las zonas de difracción de luz.

17. Banda de transferencia que comprende un material de soporte y, aplicada sobre éste, una estructura laminar de un elemento ópticamente variable, según al menos una de las reivindicaciones 1 a 16.

18. Banda de transferencia, según la reivindicación 17, caracterizada porque la banda de transferencia está dotada de una capa adhesiva.

19. Banda de transferencia, según la reivindicación 18, caracterizada porque la capa adhesiva se presenta como un dibujo.

20. Banda de transferencia, según al menos una de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizada porque en la estructura laminar del elemento ópticamente variable está dispuesta una capa termoplástica (23), sobre la que se han aplicado distintos metales por vaporización.