ES2321079T3 - Elemento de seguridad con macroestructuras. - Google Patents

Abstract

Elemento de seguridad (2) para la certificación de un documento (3), que consiste en una unión de capas (1) situada en un plano de referencia abarcado por ejes de coordenadas (x; y) de capas de plástico con estructuras ópticamente activas (12) incluidas que forman un patrón reflectante (4), que se moldean en partes de superficie (13; 31; 32; 33) del patrón (4) en una capa de amoldamiento (6) de la unión de capas (1) y que forman una superficie limitante reflectante (11) incluida entre la capa de amoldamiento (6) transparente y la capa de protección (7) de la unión de capas (1), caracterizado por que en al menos una parte de superficie (13; 31; 32; 33) con dimensiones en al menos un sentido mayores de 0,4 mm como estructura ópticamente activa (12) se moldea una superficie tridimensional de al menos una macroestructura (M) en la superficie limitante (11), que presenta valores extremos adyacentes separados entre sí al menos 0,1 mm, por que la altura de estructura (HST) se limita a valores por debajo de 40 µm y por que la macroestructura (M) de la superficie limitante (11) curvada al menos en zonas parciales es una función constante al menos por trozos y diferenciable de las coordenadas (x; y) y no es ninguna función periódica triangular o rectangular.

Description

Elemento de seguridad con macroestructuras.

La invención se refiere a un elemento de seguridad con macroestructuras de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Tales elementos de seguridad consisten en una unión de capas delgada de plástico, donde en la unión de capas están incluidas al menos estructuras de relieve que modifican la luz y superficies reflectoras planas. Los elementos de seguridad cortados de la unión de capas delgada se adhieren sobre objetos para la certificación de la autenticidad de los objetos.

La estructuración de la unión de capas delgada y los materiales que se pueden usar para esto se describen, a modo de ejemplo, en el documento US 4.856.857. A partir del documento GB 2 129 739 A se conoce además aplicar la unión de capas delgada con ayuda de una lámina de soporte sobre un objeto.

Una disposición del tipo que se ha mencionado al principio se conoce a partir del documento EP 0 429 782 B1. El elemento de seguridad adherido sobre un documento presenta un patrón de superficie ópticamente variable, conocido, por ejemplo, a partir del documento EP 0 105 099 A1 o del documento EP 0 375 833 A1 de partes de superficie dispuestas a modo de mosaico con estructuras de difracción conocidas y otras estructuras de relieve que modifican la luz. Para que a un documento falsificado no se pueda proporcionar, para simular una aparente autenticidad sin rastros evidentes, un elemento de seguridad imitado, recortado de un documento auténtico o desprendido de un documento auténtico, se gofran perfiles de seguridad en el elemento de seguridad y en partes limitantes del documento. El gofrado de los perfiles de seguridad altera la detección del patrón de superficie ópticamente variable. Particularmente varía la posición del punzón de gofrado sobre el elemento de seguridad de ejemplar a ejemplar del documento.

También se conoce que anteriormente, en documentos particularmente importantes, se certificaba la autenticidad del documento con una impronta de sello. La impronta de sello presenta una imagen en relieve configurada de forma compleja.

La invención se basa en el objetivo de proporcionar un elemento de seguridad económico con un efecto óptico novedoso, que consiste en una unión de capas delgada y que se tiene que fijar en el objeto a certificar.

El objetivo mencionado se resuelve de acuerdo con la invención mediante un elemento de seguridad que consiste en una unión de capas situada en un plano de referencia abarcado por ejes de coordenadas (x; y), que consiste en una capa de amoldamiento de plástico y una capa de protección de plástico con estructuras ópticamente activas incluidas, que forman un patrón, que se conforman en partes de superficie del patrón en la capa de amoldamiento y que forman una superficie limitante reflectante incluida entre la capa de amoldamiento transparente y la capa de protección de la unión de capas y al menos una superficie parcial con dimensiones mayores de 0,4 mm en la superficie limitante presenta como estructura ópticamente activa al menos una macroestructura moldeada (M) con valores extremos adyacentes separados al menos 0,1 mm entre si y porque la macroestructura (M) es una función constante al menos por trozos y diferenciable de las coordenadas (x; y), está curvada al menos en zonas parciales y no es ninguna función periódica triangular o rectangular.

Se obtienen configuraciones ventajosas de la invención a partir de las reivindicaciones dependientes.

Los ejemplos de realización de la invención se representan en el dibujo y se describen a continuación con más detalle.

Se muestra:

En la Figura 1, un elemento de seguridad sobre un documento,

En la Figura 2, un corte transversal por una unión de capas,

En la Figura 3, la reflexión en una macroestructura,

En las Figuras 4, la dispersión en estructuras mate,

En la Figura 5, la superposición aditiva de la macroestructura con una red de difracción,

En la Figura 6, dos macroestructuras de un elemento de seguridad en el corte transversal y

En las Figuras 7, un elemento de seguridad bajo diferentes ángulos de inclinación.

En la Figura 1, 1 se refiere a una unión de capas, 2 a un elemento de seguridad y 3 a un documento. El elemento de seguridad 2 presenta en la unión de capas 1 una macroestructura M, que se extiende en la zona de un patrón 4. El elemento de seguridad 2 se dispone en un plano de referencia imaginario abarcado por los ejes de coordenadas x, y. La macroestructura M es una función M (x, y) clara, constante por trozos y diferenciable de las coordenadas x, y. La función M (x, y) describe una superficie curvada al menos en zonas parciales, donde en las zonas parciales se aplica que \DeltaM (x, y) \neq 0. La macroestructura M es una superficie tridimensional, donde x, y son las coordenadas de un punto P (x, y) sobre la superficie de la macroestructura M. La separación z (x, y) del punto P (x, y) del plano de referencia se mide en paralelo con respecto al eje de coordenadas z, que se sitúa perpendicularmente sobre el plano del dibujo de la Figura 1. El patrón 4 está rodeado en una realización por un patrón de superficie 38 con las estructuras conocidas a partir del documento que se ha mencionado al principio EP 0 375 833 A1 que modifican la luz como, por ejemplo, una superficie reflectora plana, que difracta luz, estructuras de red microscópicamente finas, estructuras mate, etc. Particularmente, en una realización, la superficie del patrón 4 está dividida a modo de retícula de acuerdo con la Figura 1 del documento que se ha mencionado al principio EP 0 375 883 A1, donde cada elemento de retícula está dividido al menos en dos fracciones de campo. En una de las fracciones de campo se moldea la fracción correspondiente de la función M (x, y), en las demás, a modo de ejemplo, elementos de mosaico del patrón de superficie 38. En otra realización se disponen elementos de líneas estrechos y/u otros elementos de mosaico formados aleatoriamente del patrón de superficie 38 sobre el patrón 4. Ventajosamente, los elementos de líneas y mosaico presentan en una dirección una dimensión en el intervalo de 0,05 mm a 1 mm. El elemento de seguridad 2, en una realización adicional, es transparente en una zona de borde en el exterior del patrón 4.

La Figura 2 muestra un corte transversal por la unión de capas 1 adherida sobre el documento 3. La unión de capas 1 consiste en varios estratos de diferentes capas de plástico aplicadas de forma sucesiva sobre una lámina de soporte no mostrada en este documento y comprende en la secuencia indicada típicamente una capa de cubrición 5, una capa de amoldamiento 6, una capa de protección y una capa de adhesivo 8. Al menos la capa de cubrición 5 y la capa de amoldamiento 6 son transparentes para luz incidente 9. A través de la capa de cubrición 5 y la capa de amoldamiento 6 se puede ver el patrón 4.

En el caso de que también la capa de protección 7 y la capa de adhesivo 8 sean transparentes, se pueden reconocer índices no mostrados en este documento, aplicados sobre la superficie del sustrato 3, a través de sitios transparentes 10. Los sitios transparentes 10 se encuentran, a modo de ejemplo, dentro del patrón 4 y/o en la zona de borde que rodea al patrón 4 del elemento de seguridad 2. La zona de borde es completamente transparente en una realización, en otra realización solamente es transparente en sitios predeterminados 10. La lámina de soporte puede ser en una realización la propia capa de cubrición 5, en otra realización, la lámina de soporte sirve para la aplicación de la unión de capas delgada 1 sobre el sustrato 3 y después se retira de la unión de capas 1, como se describe en el documento que se ha mencionado al principio GB 2 129 739 A.

La superficie de contacto común entre la capa de amoldamiento 6 y la capa de protección 7 es la superficie limitante 11. En la capa de amoldamiento 6 se moldean las estructuras ópticamente activas 12 de la macroestructura M del patrón 4 (Figura 1) con una altura de estructura H_{ST}. Ya que la capa de protección 7 rellena los valles de las estructuras ópticamente activas 12, la función M (x, y) describe la superficie limitante 11. Para conseguir una alta eficacia de las estructuras ópticamente activas 12, la superficie limitante 11 puede estar formada por un revestimiento metálico, preferiblemente de los elementos de la Tabla 5 del documento que se ha mencionado al principio US 4.856.857, particularmente aluminio, plata, oro, cobre, cromo, tantalio, etc., que separa como capa de reflexión la capa de amoldamiento 6 y la capa de protección 7. La conductividad eléctrica del revestimiento metálico provoca una alta capacidad de reflexión para luz incidente 9 visible en la superficie limitante 11. Sin embargo, en vez del revestimiento metálico también son adecuadas una o varias capas de los dieléctricos conocidos, transparentes, inorgánicos, que se indican, por ejemplo, en las Tablas 1 y 4 del documento que se ha mencionado al principio US 4.856.857 o la capa de reflexión presenta una capa de interferencia multicapa como, por ejemplo, una combinación de dos capas de metal-dieléctrico, una combinación de metal-dieléctrico-metal, etc. La capa de reflexión está estructurada en una realización, es decir, cubre la superficie limitante 11 solamente de forma parcial y deja expuesta la superficie limitante 11 en los sitios transparentes predeterminados 10.

La unión de capas 1 se produce como laminado de plástico en forma de una cinta de lámina larga con una pluralidad de copias dispuestas de forma adyacente del patrón 4. A partir de la cinta de lámina, a modo de ejemplo, se recortan los elementos de seguridad 2 y se unen mediante la capa de adhesivo 8 con el documento 3. En los documentos 3 se incluyen billetes de banco, tarjetas de banco, carnés y otros objetos importantes o valiosos. La macroestructura M (x, y) está compuesta para patrones sencillos 4 por una o varias superficies parciales 13 (Figura 1), donde las macroestructuras M (x, y) se describen en las superficies parciales 13 por funciones matemáticas como, a modo de ejemplo, M (x, y) = 0,5\cdot(x^{2}+y^{2})\cdotK, M (x, y) = a\cdot{1+sen(2\piF_{x}\cdotx)\cdotsen(2\piF_{y}\cdoty)}, M (x, y) = a\cdotx^{1.5} + b\cdotx, M (x, y) = a\cdot{1 + sen(2\piF_{y}\cdoty)}, donde F_{x} o F_{y} es una frecuencia espacial F de la macroestructura periódica M (x, y) en la dirección del eje de coordenadas x o y. En otra realización del patrón 4, la macroestructura M (x, y) está compuesta por una sección predeterminada de otra función matemática periódicamente y presenta uno o varios periodos en la superficie parcial 13. Las frecuencias espaciales F presentan un valor de como máximo 20 líneas/mm y se sitúan preferiblemente por debajo de un valor de 5 líneas/mm. Las dimensiones de la parte de superficie 13 son, al menos en una dirección, mayores de 0,4 mm para que los detalles en el patrón 4 se puedan observar a simple vista.

En otra realización, una o varias de las superficies parciales 13 forman una imagen en relieve como patrón 4, donde la superficie limitante 11 en vez de las funciones matemáticas sencillas de la macroestructura M sigue la superficie de la imagen en relieve. Se encuentran modelos para el patrón 4 en piedras entalladas o imágenes de gofrado como sellos, monedas, medallas, etc. La macroestructura M de la superficie de la imagen en relieve es constante por trozos y diferenciable y está curvada en las superficies parciales.

En otras realizaciones, la macroestructura M imita otras naturalezas de superficie tridimensionables visibles, a modo de ejemplo, de texturas de entramados o tejidos prácticamente periódicos, de una pluralidad de cuerpos estructurados de forma relativamente sencilla en una disposición regular o irregular, etc. La enumeración de las macroestructuras M que se pueden usar es incompleta, ya que una pluralidad de las macroestructuras M es constante por trozos, diferenciable y al menos en zonas parciales se aplica \DeltaM (x, y) \neq 0.

La unión de capas 1 no se debe aplicar de forma demasiado intensa sobre el documento 3. De lo contrario, por un lado, los documentos 3 se podrían apilar mal y, por otro lado, una unión de capas gruesa 1 ofrecería una superficie de actuación para el desprendimiento de la unión de capas 1 del documento 3. El grosor de la unión de capas varía de acuerdo con el uso predeterminado y se sitúa típicamente en el intervalo de 3 \mum a aproximadamente 100 \mum. La capa de amoldamiento 6 solamente es una parte de la unión de capas 1, de tal forma que una altura de estructura H_{ST} admisible desde el punto de vista de la estructura de la unión de capas 1 para la macroestructura M formada en la capa de amoldamiento 6 está limitada a valores inferiores a 40 \mum. Además, las dificultades técnicas durante la conformación de la macroestructura M aumentan con altura de estructura creciente, de tal forma que los valores preferidos de la altura de estructura H_{ST} son menores de 5 \mum. La altura de perfil h de la macroestructura M es la diferencia entre un valor z = M (x, y) en el punto P (x, y) con respecto al plano de referencia y el valor z_{0} = M(x_{0}, y_{0}), en el punto P(x_{0}, y_{0}) de la separación mínima z_{0} con respecto al plano de referencia, es decir, altura de perfil h = z(x, y) - z_{0}.

En el dibujo no a escala de la Figura 2 se representa a modo de ejemplo la superficie limitante 11 como una estructura de amoldamiento A moldeada en la capa de amoldamiento 6 con las estructuras ópticamente activas 12 y una altura de relieve h_{R}. La estructura de amoldamiento A es una función A (x; y) de las coordenadas x e y. La altura de la unión de capas 1 se extiende a lo largo del eje de coordenadas z. Ya que la macroestructura M a moldear puede sobrepasar el valor predeterminado de la altura de estructura H_{ST}, en cada punto P (x, y) el patrón 4 se tiene que limitar la altura de perfil h de la macroestructura M hasta la elevación H predeterminada de la estructura de amoldamiento A. En cuanto la altura de perfil h de la macroestructura M supera el valor H, ventajosamente se resta de la altura de perfil h la elevación H hasta que la altura de relieve h_{R} de la estructura de amoldamiento A sea menor que la elevación H, es decir, h_{R} = altura de perfil h módulo elevación H. De este modo, las macroestructuras M con grandes valores de la altura de perfil h también se tienen que moldear en la unión de capas 1 de pocos micrómetros de grosor, donde en la estructura de amoldamiento A se presentan sitios de discontinuidad 14 generados por motivos técnicos.

Los sitios de discontinuidad 14 de la estructura de amoldamiento

A(x; y) = {M (x; y) + C (x; y)} módulo elevación H - C (x; y)

por lo tanto, no son valores extremos de la función de superposición M (x; y). La función C (x; y) está limitada en cuanto a la magnitud a un intervalo de valores, a modo de ejemplo, hasta la mitad del valor de la altura de estructura H_{ST}. Así mismo, en determinadas realizaciones del patrón 4, por motivos técnicos se pueden diferenciar localmente los valores para la elevación H. La elevación H de la estructura de amoldamiento A se limita a menos de 30 \mum y se sitúa preferiblemente en el intervalo H = 0,5 \mum a H = 4 \mum. En una realización de la estructura de difracción S (x; y), la elevación H que varía localmente está determinada por el hecho de que la separación entre dos sitios de discontinuidad sucesivos P_{n} no supera un valor predeterminado del intervalo de 40 \mum a 300 \mum.

La estructura de amoldamiento A es idéntica entre dos sitios de discontinuidad 14 adyacentes hasta un valor constante con la macroestructura M. Por lo tanto, la estructura de amoldamiento A, con excepción de la formación de sombras forma en una buena aproximación el mismo efecto óptico que la macroestructura M original. El patrón iluminado 4 se comporta, por tanto, durante la observación con inclinación y/o giro de la unión de capas 1 en el plano de referencia como la imagen en relieve o como una superficie tridimensional descrita por la macroestructura M, a pesar de que la unión de capas solamente tiene unos pocos micrómetros de grosor.

Mediante la Figura 3 se describe cómo la luz 9 (Figura 2) orientada en paralelo que incide sobre la superficie limitante 11 (Figura 1) con la estructura de amoldamiento A se refleja y desvía de forma predeterminada por la estructura ópticamente activa 12. Como capa de reflexión se utiliza, por ejemplo, una capa de aproximadamente 30 nm de grosor de aluminio. La refracción de la luz incidente 9 y de la luz reflejada en los límites de la unión de capas 1 no se representa por simplicidad en el dibujo de la Figura 3 y no se tiene en cuenta en los siguientes cálculos. La luz incidente 9 incide en un plano de incidencia 15, que contiene una normal 16 con respecto al plano de referencia o con respecto a la superficie de la unión de capas 1, sobre la estructura ópticamente activa 12 en la unión de capas 1. Los rayos de iluminación paralelos 17, 18, 19 de la luz incidente 9 inciden sobre elementos de superficie de la estructura de amoldamiento A, a modo de ejemplo, en los sitios indicados con a, b, c. Cada uno de los elementos de superficie presenta una inclinación local \gamma y una normal de superficie 20, 21, 22 en el plano de incidencia 15, que se determina por la componente de grad M (x, y). En el primer elemento de superficie en el sitio a, que presenta una inclinación local \gamma = 0º, el primer rayo de iluminación 17 incluye con la primera normal de superficie 20 el ángulo de incidencia \alpha y la luz 9 reflejada durante la incidencia sobre el primer elemento de superficie se refleja como primer rayo 23 de forma simétrica con respecto a la normal de superficie 20 con el ángulo de salida \alpha = \vartheta. El segundo elemento de superficie en el sitio b, la inclinación local es \gamma \neq 0º. La normal 16 y la segunda normal de superficie 21 incluyen el ángulo \gamma > 0º. El ángulo de incidencia del segundo rayo de iluminación 18 en el segundo elemento de superficie comprende \alpha' = \alpha - \gamma y, de forma correspondiente, el segundo rayo reflejado 24 incluye con la normal 16 el ángulo
\vartheta_{1} = \alpha - 2\gamma. Del mismo modo, el tercer rayo reflejado 25 se desvía de forma correspondiente a la inclinación local \gamma < 0º del sitio c con el ángulo \vartheta_{2} = \alpha - 2\gamma = \alpha + 2|\gamma|, ya que el ángulo de incidencia \alpha'' del tercer rayo de iluminación 19 con respecto a la tercera normal de superficie 22 es mayor en el ángulo de inclinación local \gamma que el ángulo de incidencia con respecto a la normal 16. Un observador 26, que observa en el sentido de observación 27, que se sitúa, por ejemplo, en el plano de incidencia 15, recibe con su ojo desprotegido la luz reflejada de los rayos 23, 24, 25 solamente cuando, como consecuencia de la inclinación del elemento de seguridad 2 (Figura 1) o de la unión de capas 1 alrededor de un eje 28 situado en el plano de referencia y orientado perpendicularmente con respecto al plano de incidencia 15, los rayos 23, 24, 25 reflejados con diferentes ángulos \vartheta, \vartheta_{1}, \vartheta_{2} con respecto a la normal 16 coinciden con su sentido de observación 27. Bajo un ángulo de inclinación determinado, el observador 26 visualiza los elementos de superficie de la macroestructura M con una gran luminosidad de superficie, que presentan en el plano de incidencia 15 o en planos paralelos con respecto al plano de incidencia 15 la misma inclinación local \gamma. A pesar de que la superficie limitante 11 en sí misma es lisa, también los otros elementos de superficie de la macroestructura M pueden dispersar algo de luz en paralelo con respecto al sentido de observación 27 y pueden aparecer para el observador 26 con sombreado de diferente intensidad correspondiente a la inclinación local. El observador 26 obtiene una impresión de imagen plástica, a pesar de que la estructura de amoldamiento A tiene como mucho algunos pocos micrómetros de altura. Por la superposición de la macroestructura M con una estructura mate, este efecto de dispersión se puede reforzar y se puede utilizar de forma controlada para la configuración de la característica de seguridad 2.

Las Figuras 4a y 4b muestran el comportamiento de dispersión diferente de la superficie parcial 13 del elemento de seguridad 2 para la luz incidente 9. Las estructuras mate presentan una estructura microscópicamente fina, estocástica en la superficie limitante 11 y se describen por un perfil en relieve R, una función de las coordenadas x e y. Las estructuras mate dispersan, como se muestra en la Figura 4a, la luz incidente 9 en paralelo en un cono de dispersión 29 con un ángulo de abertura predeterminado por la capacidad de dispersión de la estructura mate y con el sentido de la luz 23 reflejada como eje de cono. La intensidad de la luz de dispersión es máxima, por ejemplo, en el eje de cono y disminuye con separación creciente con respecto al eje de cono, donde la luz desviada en el sentido de las generatrices del cono de dispersión todavía se puede observar por un observador. El corte transversal del cono de dispersión 29 perpendicular con respecto al eje de cono tiene, con incidencia luz perpendicular, simetría rotatoria en una estructura mate denominada en este documento "isótropa". Si, como se muestra en la Figura 4b, el corte transversal del cono de dispersión 29 por el contrario, está comprimido, es decir, deformado elípticamente en un sentido preferente 30, donde el eje principal corto de la elipse está orientado paralelo con respecto al sentido preferente 30, la estructura mate se denomina en este documento "anisótropa". El corte transversal del cono de dispersión 29 tanto en la estructura mate "isótropa" como en la "anisótropa", que se dispone en paralelo con respecto al plano de referencia, se distorsiona notablemente en un sentido en paralelo con respecto al plano de incidencia 15 (Figura 3), cuando el ángulo de incidencia a con respecto a la normal 16 es mayor de 30º.

Las estructuras mate poseen a escala microscópica elementos de estructura en relieve finos no mostrados en este documento, que determinan la capacidad de dispersión y que solamente se pueden describir con parámetros estadísticos como, por ejemplo, valor de rugosidad medio R_{a}, longitud de correlación I_{c}, etc., donde los valores para el valor de rugosidad medio R_{a} se sitúan en el intervalo de 200 nm a 5 \mum con valores preferentes de R_{a} = 150 nm a R_{a} = 1,5 \mum. Las longitudes de correlación I_{c} presentan al menos en un sentido valores en el intervalo de I_{c} = 300 nm a I_{c} = 300 \mum, preferiblemente entre I_{c} = 500 nm a I_{c} = 100 \mum. En las estructuras mate "anisótropas", los elementos de estructura en relieve están orientados en paralelo con respecto al sentido preferente 30. Las estructuras mate "isótropas" presentan parámetros estadísticos independientes de sentido y, por tanto, no tienen ninguna dirección preferente 30.

En otra realización, la capa de reflexión consiste en un metal de color o la capa de cubrición 5 (Figura 2) está coloreada y es transparente. Es particularmente eficaz la utilización de una de las capas de interferencia de varias capas sobre la superficie limitante 11, ya que por los abombamientos de la macroestructura M, la capa de interferencia tiene diferente grosor en el sentido de observación 27 y, por tanto, tiene un aspecto con colores diferentes localmente, que dependen del ángulo de inclinación 28. Un ejemplo de la capa de interferencia comprende una capa de TiO_{2} de 100 nm a 150 nm entre una capa metálica transparente de 5 nm de Al y una capa metálica opaca de aproximadamente 50 nm de Al, donde la capa metálica transparente está orientada hacia la capa de amoldamiento 6.

La Figura 5 muestra en el corte transversal por la unión de capas 1 una realización adicional de la macroestructura M. A la macroestructura M se superpone de forma aditiva al menos en una superficie parcial 13 (Figura 4a) una red de difracción 30 submicroscópica. La red de difracción 31 presenta el perfil en relieve R de una función periódica de las coordenadas x (Figura 2) e y (Figura 2) y tiene un perfil constante. La profundidad de perfil t de la red de difracción 31 presenta un valor del intervalo t = 0,05 \mum a t = 5 \mum, donde los valores preferentes se sitúan en el intervalo más estrecho de t = 0,6 \pm 0,5 \mum. La frecuencia espacial f de la red de difracción 31 se sitúa en el intervalo por encima de f = 2400 líneas/mm, de ahí la denominación submicroscópica. La red de difracción 31 submicroscópica difracta la luz incidente 9 (Figura 4a) solamente en el orden de difracción cero, es decir, en la dirección del rayo 23 (Figura 3) de la luz reflejada en una sección que depende de la frecuencia espacial f del espectro visible. La estructura de amoldamiento A = (macroestructura M módulo elevación H) + perfil de relieve R, por lo tanto, genera el efecto de un espejo coloreado, abombado. Si la profundidad de perfil t de la red de difracción 31 es suficientemente pequeña (< 50 nm), entonces está presente una superficie reflectora que refleja de forma acromática la luz incidente 9, lisa, como superficie limitante 11 (Figura 2). En el exterior de los sitios de discontinuidad 14, la macroestructura M se modifica lentamente en comparación con la red de difracción submicroscópica 31, que se extiende en la superficie parcial 13 con la altura de relieve constante sobre la macroestructura M.

La Figura 6 muestra el corte transversal por la unión de capas 1 con una realización adicional del elemento de seguridad 2 (Figura 2). El elemento de seguridad 2 comprende al menos dos superficies parciales 13 (Figura 4a), que se disponen de forma sucesiva en el dibujo de la Figura 6. La macroestructura M en la superficie parcial anterior 13 sigue, a modo de ejemplo, la función matemática M(y) = 0,5\cdoty^{2}\cdotK y la macroestructura M en la superficie parcial posterior 13 está determinada por la función M(y) = - 0,5\cdoty^{2}\cdotK. En la superficie parcial posterior 13, partes de la macroestructura M(y) = - 0,5\cdoty^{2}\cdotK están ocultas por la macroestructura M(y) = 0,5\cdoty^{2}\cdotK en la superficie parcial anterior 13 y, por lo tanto, se dibujan con un trazo de rayas en el dibujo de la Figura 6.

En la vista, el patrón 4 (Figura 1) en el elemento de seguridad 2 de acuerdo con la Figuras 7a a 7c presenta una primera parte de superficie 31 oval con la macroestructura mostrada en la Figura 6 M(y) = 0,5\cdoty^{2}\cdotK, mientras que en segundas y terceras partes de superficie 32 y 33 que limitan con la primera parte de superficie 31 se forma la macroestructura M(y) = - 0,5\cdoty^{2}\cdotK asignada a la superficie parcial posterior 13 (Figura 4a). La constante K es la magnitud de la curvatura de la macroestructura M. Los gradientes de la macroestructura M, grad (M), en las partes de superficie 31, 32, 33 están orientados esencialmente en paralelo con respecto al plano y/z. Preferiblemente, los gradientes incluyen con el plano y/z un ángulo (\varphi = 0º o 180º). El eje de coordenadas z se sitúa perpendicularmente con respecto al plano del dibujo de la Figura 7a. Se pueden admitir desviaciones en el ángulo (\varphi de \delta\varphi = \pm 30º) hasta el valor preferente, para considerar en esta zona el gradiente como esencialmente paralelo con respecto al plano y/z.

Con la iluminación del elemento de seguridad 2 con luz incidente 9 paralela (Figura 4a), franjas estrechamente adyacentes 34 de las partes de superficie 31, 32, 33 en el patrón 4 arrojan la luz reflejada con elevada luminosidad de superficie en el sentido de observación 27 (Figura 3) del observador 26 (Figura 3). Las franjas 34 están orientadas perpendicularmente con respecto a los gradientes. Por simplicidad, los gradientes y, por tanto, las franjas 34 son paralelos. Cuando menor sea la curvatura K, mayor es la velocidad del movimiento de las franjas 34 por unidad angular en el sentido de los componentes 35, 36 proyectados sobre el plano de referencia de los gradientes en el giro alrededor del eje de inclinación 28. La anchuras de las franjas 34 dependen de la curvatura K local y de la naturaleza de la superficie limitante 11 (Figura 2) de la estructura de amoldamiento A utilizada. Con la misma magnitud de la curvatura, las franjas 34, para las superficies limitantes 11 reflectoras son más bien estrechas en comparación con las franjas 34 de las superficies limitantes 11 con la estructura mate microscópicamente fina. En el exterior de la franjas 34, las partes de superficie 31, 32, 33 se pueden ver en un tono gris. Un corte a lo largo de una pista 37 es el corte transversal mostrado en la Figura 6.

La Figura 7b muestra el elemento de seguridad 2 después de un giro alrededor del eje de inclinación 28 en un ángulo de inclinación predeterminado, debajo del cual las franjas 34 en el patrón 4 (Figura 1) se sitúan sobre las segundas y terceras partes de superficie 32, 33 y sobre la primera parte de superficie 31 sobre una línea paralela con respecto al eje de inclinación 28. Este ángulo de inclinación predeterminado está determinado por la selección y la colocación de las macroestructuras M. En una realización del elemento de seguridad 2, sobre el patrón de superficie que rodea el patrón 4 solamente se puede observar un signo predeterminado cuando las franjas 34 adoptan una posición predeterminada, por ejemplo, la posición mostrada en el dibujo de la Figura 7b, es decir, cuando el observador 26 (Figura 3) observa el elemento de seguridad 2 en las condiciones de observación determinadas por el ángulo de inclinación predeterminado.

En la Figura 7c, después de un giro adicional alrededor del eje de inclinación 28, las franjas 34 sobre el patrón 4 (Figura 1) se han vuelto a separar, como se indica por las flechas no indicadas en la Figura 7c.

Evidentemente, para el patrón 4, para la orientación del elemento de seguridad 2 en otra realización es suficiente una disposición adyacente de la primera parte de superficie 31 y una de las dos otras partes de superficie 32, 33.

Sin desviarse de la idea de la invención, las realizaciones que se han descrito anteriormente del patrón 4 se pueden combinar entre sí, las macroestructuras M moldeadas correspondientemente se pueden superponer de forma aditiva con las superficies reflectoras abombadas y las estructuras mate y se pueden utilizar todas las realizaciones que se han mencionado de la superficie limitante 11 (Figura 6).

Claims (12)

1. Elemento de seguridad (2) para la certificación de un documento (3), que consiste en una unión de capas (1) situada en un plano de referencia abarcado por ejes de coordenadas (x; y) de capas de plástico con estructuras ópticamente activas (12) incluidas que forman un patrón reflectante (4), que se moldean en partes de superficie (13; 31; 32; 33) del patrón (4) en una capa de amoldamiento (6) de la unión de capas (1) y que forman una superficie limitante reflectante (11) incluida entre la capa de amoldamiento (6) transparente y la capa de protección (7) de la unión de capas (1),

caracterizado por que

en al menos una parte de superficie (13; 31; 32; 33) con dimensiones en al menos un sentido mayores de 0,4 mm como estructura ópticamente activa (12) se moldea una superficie tridimensional de al menos una macroestructura (M) en la superficie limitante (11), que presenta valores extremos adyacentes separados entre sí al menos 0,1 mm, por que la altura de estructura (H_{ST}) se limita a valores por debajo de 40 \mum y por que la macroestructura (M) de la superficie limitante (11) curvada al menos en zonas parciales es una función constante al menos por trozos y diferenciable de las coordenadas (x; y) y no es ninguna función periódica triangular o rectangular.

2. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el patrón (4) presenta al menos dos partes de superficie adyacentes (31; 32; 33), por que en la primera parte de superficie (31) se moldea una de las macroestructuras (M) y en la otra parte de superficie (32; 33), la otra macroestructura (M), donde los gradientes de las dos macroestructuras (M, -M) se orientan en planos esencialmente paralelos, que contienen una normal (16) con respecto al plano de referencia.

3. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la macroestructura (M) es una función constante por trozos, diferenciable con la frecuencia espacial (F) de como máximo 20 líneas/mm.

4. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la macroestructura (M) es una función constante por trozos, diferenciable de una estructura de superficie de una imagen en relieve.

5. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la macroestructura (M) se moldea con una altura de perfil (h) que supera la altura de estructura (H_{ST}) en forma de una estructura de amoldamiento (A) en la capa de amoldamiento (6), por que la estructura de amoldamiento (A) está limitada a una elevación predeterminada (H) y es igual al resultado disminuido en la función (C) de una suma reducida en el módulo elevación (H_{ST}) de la macroestructura (M) y de la función (C), donde la elevación (H) es menor que la altura de estructura (H_{ST}) y por que la función que depende de las coordenadas (C) se limita en cuanto a la magnitud a la mitad de la altura de estructura (H_{ST}).

6. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la altura de estructura (H_{ST}) se limita a valores inferiores a 5 micrómetros y la elevación (H) se sitúa en el intervalo de 0,5 micrómetros a 4 micrómetros.

7. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que a la macroestructura (M) se superpone de forma aditiva una red de difracción (31) submicroscópica con un perfil en relieve (R), una función de las coordenadas (x; y), donde el perfil en relieve (R) presenta una frecuencia espacial (f) superior a 2400 líneas/mm y una profundidad de perfil constante (t) del intervalo de valores de 0,05 a 5 micrómetros y por que la red de difracción (31) siguiendo la macroestructura (M) mantiene el perfil en relieve predeterminado (R).

8. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que a la macroestructura (M) se superpone de forma aditiva una estructura mate que dispersa luz con un perfil en relieve (R), una función de las coordenadas (x; y), donde la estructura mate presenta un valor de rugosidad medio R_{a} en el intervalo de 200 nm a 5 \mum y por que la estructura mate siguiendo la macroestructura (M) mantiene el perfil en relieve predeterminado (R).

9. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la superficie limitante (11) está formada por una capa de interferencia de varias capas.

10. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la superficie limitante (11) está formada por una capa de reflexión metálica sobre toda la superficie y/o estructurada.

11. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que una capa de cubrición (5) de la unión de capas (1) es transparente y está coloreada.

12. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que elementos de línea y/o otros de mosaico de un patrón de superficie (38) rodean el patrón (4) con estructuras que modifican luz del grupo de superficie reflectora plana, estructuras de red microscópicas y estructuras mate.