ES2325532T3 - Elemento de seguridad difractivo. - Google Patents
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Abstract
Elemento de seguridad difractivo (2) de un laminado de plástico (1) con un patrón de superficie compuesto a modo de mosaico por elementos de superficie (12; 27; 28), donde en los elementos de superficie (12; 27; 28), una capa limitante reflectante (8) entre una capa de amoldamiento (5) y una capa de protección (6) del laminado de plástico (1) forma estructuras ópticamente activas (9) y la luz (11) que incide sobre el laminado de plástico (1), que pasa a través de una capa de cubrición (4) del laminado de plástico (1) y a través de la capa de amoldamiento (5), se desvía de forma predeterminada mediante las estructuras ópticamente activas (9), caracterizado por que la estructura ópticamente activa (9) de al menos uno de los elementos de superficie (12; 27; 28) es una estructura de difracción (25) generada a partir de una superposición aditiva de una red de difracción (24) asimétrica lineal con una estructura mate, por que la red de difracción (24) asimétrica lineal presenta una frecuencia espacial del intervalo de valores de 50 líneas/mm a 2.000 líneas/mm y por que la estructura mate posee un valor medio de rugosidad del intervalo de 20 nm a 2.000 nm y al menos en una dirección, una longitud de correlación de 200 nm a 50.000 nm.
Description
Elemento de seguridad difractivo.
La invención se refiere a un elemento de
seguridad difractivo de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1. Tales elementos de seguridad difractivos se usan
para la certificación de objetos como billetes de banco, carnets de
cualquier tipo y documentos valiosos, para poder comprobar la
autenticidad del objeto sin mayor complejidad. El elemento de
seguridad difractivo, durante la emisión del objeto en forma de una
marca cortada de una unión delgada de capas, se une de forma fija
con el objeto.
Los elementos de seguridad difractivos del tipo
que se ha mencionado al principio se conocen a partir del documento
EP 0 105 099 A1 y a partir del documento EP 0 375 833 A1. Estos
elementos de seguridad comprenden un patrón de elementos de
superficie dispuestos a modo de mosaico, que presentan una red de
difracción. Las redes de difracción se disponen de manera azimutal
de forma predeterminada, de tal forma que durante un giro se
modifica ópticamente el patrón visible generado por la luz
difractada.
En el documento EP 0 360 969 A1 se describen
elementos de seguridad difractivos, en los que los elementos de
superficie presentan redes de difracción asimétricas. Las redes de
difracción asimétricas se disponen por pares y con simetría
especular respectivamente en dos elementos de superficie con un
límite común. En el documento WO 97/19821 se describen redes de
difracción asimétricas especiales, que actúan como espejos
inclinados.
Las propiedades de difracción de la red de
difracción se pueden representar de forma ilustrativa mediante una
representación espacial de Fourier. La representación espacial de
Fourier muestra en un círculo el sentido de los rayos de luz
difractados mediante un punto, incidiendo la luz perpendicularmente
sobre la red de difracción en el centro del círculo. El centro del
círculo se corresponde al ángulo de difracción \beta = 0º y la
circunferencia, al ángulo de difracción \beta = 90º, mientras que
un radio de un punto situado en el círculo indica el ángulo de
difracción \beta de los rayos de luz difractados en las redes de
difracción. Los ángulos polares de diferentes puntos en la
representación espacial de Fourier reflejan la orientación azimutal
de las redes de difracción.
Los elementos de seguridad difractivos consisten
generalmente en un trozo de una unión delgada de capas de plástico.
La capa limitante entre dos de las capas presenta relieves
microscópicamente finos de estructuras que difractan la luz. Para
el aumento de la reflectividad, la capa limitante entre las dos
capas está revestida con una capa reflectante. La construcción de
la unión de capas delgada y los materiales que se pueden usar para
esto se han descrito, a modo de ejemplo, en el documento US
4.856.857 y el documento WO 99/47983. A partir del documento DE 33
08 831 A1 se conoce cómo aplicar la unión de capas delgada con ayuda
de una lámina de soporte sobre el objeto.
La desventaja de estos elementos de seguridad
difractivos está motivada por el ángulo espacial estrecho y la
luminosidad de superficie extremadamente alta, con los que es
visible para un observador un elemento de superficie cubierto con
una red de difracción. Adicionalmente, la alta luminosidad de
superficie puede dificultar la perceptibilidad de la forma del
elemento de superficie.
A partir del documento EP 0712012 A1 también se
conoce cómo variar localmente en una red de difracción sinusoidal,
submicroscópicamente fina la relación de la profundidad de la
estructura con respecto a la anchura del valle. En una realización,
etapas del proceso anisótropas no reproducibles provocan una
modificación de este tipo de la red de difracción. En otra
realización, a la red de difracción se superpone una
macro-rugosidad para la modulación de la
profundidad de la estructura. La luz blanca que incide sobre la red
de difracción se difracta bajo el ángulo de la reflexión y se
refleja, presentándose un color de interferencia que depende de la
frecuencia especial de la red de difracción con una saturación
cromática, donde la fracción de luz blanca reflejada en la luz
blanca está determinada por la profundidad de la estructura.
La invención se basa en el objetivo de
proporcionar un elemento de seguridad difractivo económico que
muestre en la luz difractada un patrón de superficie estático bien
visible en un intervalo angular grande.
El objetivo que se ha mencionado se resuelve de
acuerdo con la invención por los elementos indicados en la parte
caracterizante de la reivindicación 1. Se obtienen configuraciones
ventajosas de la invención a partir de las reivindicaciones
dependientes.
En el dibujo se representan ejemplos de
realización de la invención y a continuación se describen con más
detalle.
Se muestra:
En la Figura 1, un elemento de seguridad en el
corte transversal,
En la Figura 2, el elemento de seguridad en una
vista en alzado,
En la Figura 3, una representación espacial de
Fourier de una red de difracción lineal,
En la Figura 4, la representación espacial de
Fourier de una estructura mate isótropa,
En la Figura 5, la representación espacial de
Fourier de una estructura mate anisótropa,
En la Figura 6, características de desviación de
estructuras ópticamente activas,
En la Figura 7, una estructura de difracción en
una unión de capas,
En la Figura 8, la representación espacial de
Fourier de la estructura de difracción,
En la Figura 9, el elemento de seguridad con un
elemento de patrón en una vista en alzado,
En la Figura 10, el elemento de seguridad de
acuerdo con la Figura 9 girado 180º,
En la Figura 11, una segunda realización del
elemento de patrón,
En la Figura 12, una tercera realización del
elemento de patrón,
En la Figura 13, la tercera realización del
elemento de patrón girado 180º,
En la Figura 14, la representación espacial de
Fourier de otra estructura de difracción,
En la Figura 15, un patrón de superficie como
cuarta realización y
En la Figura 16, una quinta realización del
elemento de patrón.
En la Figura 1, 1 se refiere a una unión de
capas, 2 a un elemento de seguridad, 3 a un sustrato, 4 a una capa
de cubrición, 5 a una capa de amoldamiento, 6 a una capa de
protección, 7 a una capa de adhesivo, 8 a una capa limitante
reflectante, 9 a una estructura ópticamente activa y 10 a un sitio
transparente en la capa limitante reflectante 8. La unión de capas
1 consiste en varios estratos de diferentes capas de plástico
aplicadas sucesivamente sobre una lámina de soporte no mostrada en
este documento y comprende la secuencia indicada típicamente la
capa de cubrición 4, la capa de amoldamiento 5, la capa de
protección 6 y la capa de adhesivo 7. La lámina de soporte es, en
una realización, la propia capa de cubrición 4, en otra realización,
la lámina de soporte sirve para la aplicación de la unión de capas
delgada 1 sobre el sustrato 3 y se retira después de esto de la
unión de capas 1, como se describe en el documento DE 33 08 831 A1
que se ha mencionado anteriormente.
La capa limitante 8 forma la superficie de
contacto común entre la capa de amoldamiento 5 y la capa de
protección 6. En la capa de amoldamiento 5 se moldean las
estructuras ópticamente activas 9 de un patrón ópticamente
variable. Ya que la capa de protección 6 llena los valles de las
estructuras ópticamente activas 9, la capa limitante 8 presenta la
forma de las estructuras ópticamente activas 9. Para conseguir una
alta reflectividad de las estructuras ópticamente activas 9 se
requiere en la capa limitante 8 un salto en el índice de refracción.
Este salto en el índice de refracción se genera, por ejemplo, por
un revestimiento metálico, preferiblemente de aluminio, plata, oro,
cobre, cromo, tantalio, que separa como capa limitante 8 la capa de
amoldamiento 5 y la capa de protección 6. Como consecuencia de su
conductividad eléctrica, el revestimiento metálico provoca un alto
poder reflectante para luz visible en la capa limitante 8. El salto
en el índice de refracción se puede generar, en vez de por un
revestimiento metálico, también por un revestimiento de un material
dieléctrico inorgánico con la ventaja de que en el revestimiento
dieléctrico adicionalmente es transparente. Se indican materiales
dieléctricos adecuados, a modo de ejemplo, en los documentos que se
han mencionado al principio US 4.856.857, la Tabla 1 y el documento
WO 99/47983.
La unión de capas 1 se puede producir como
laminado de plástico en forma de una cinta de lámina larga con una
pluralidad de copias dispuestas de forma adyacente del patrón
ópticamente variable. De la cinta de lámina, a modo de ejemplo, se
recortan los elementos de seguridad 2 y se unen mediante la capa de
adhesivo 7 con un sustrato 3. El sustrato 3, la mayoría de las
veces en forma de un documento, un billete de banco, una tarjeta de
banco, un carnet u otro objeto importante o valioso, se proporciona
con el elemento de seguridad 2 para certificar la autenticidad del
objeto.
Al menos la capa de cubrición 4 y la capa de
amoldamiento 5 son transparentes para luz 11 visible, que incide
sobre el elemento de seguridad 2. En la capa limitante 8 se refleja
la luz incidente 11 y se desvía de forma predeterminada por la
estructura ópticamente activa 9. Las estructuras ópticamente activas
9 son, por ejemplo, estructuras difractivas, estructuras de relieve
que dispersan luz y superficies reflectantes planas.
La Figura 2 muestra en una vista en alzado el
elemento de seguridad 2 aplicado sobre el sustrato 3. Los elementos
de superficie 12 forman un patrón de superficie a modo de mosaico en
el plano del elemento de seguridad 2. Cada elemento de superficie
12 está revestido con una de las estructuras ópticamente activas 9
(Fig. 1). En una realización del elemento de seguridad 2 se
incluyen sitios transparentes 10, en los que se interrumpe el
revestimiento metálico reflectante, en la capa limitante 8 (Fig. 1),
para que se puedan reconocer índices 13 situados debajo del
elemento de seguridad 2, ubicados sobre el sustrato 3 a través del
elemento de seguridad 2. En otra realización del elemento de
seguridad 2, la capa limitante 8 presenta un revestimiento
dieléctrico transparente, para que los índices 13 queden visibles
debajo del elemento de seguridad 2. Evidentemente, en estas
realizaciones transparentes, también la capa de protección 6 (Fig.
1) y la capa de adhesivo 7 (Fig. 1) son transparentes. Para
realizaciones particularmente delgadas de la unión de capas 1 (Fig.
1), se ha omitido la capa de protección 6. La capa de adhesivo 7 se
aplica entonces directamente sobre las estructuras ópticamente
activas 9. Ventajosamente, el adhesivo es un adhesivo en caliente,
que despliega su adhesividad solamente a una temperatura de
aproximadamente 100ºC. En el documento que se ha mencionado al
principio US 4.856.857 se muestran diferentes realizaciones de la
unión de capas 1 y se enumeran los materiales que se pueden usar
para ello.
Una red de difracción 24 (Fig. 1) está
determinada por sus parámetros frecuencia espacial, azimut, forma de
perfil y altura de perfil h (Fig. 1). Las redes de difracción 24
asimétricas lineales que se mencionan en los ejemplos descritos más
adelante presentan una frecuencia espacial en el intervalo de 50
líneas/mm a 2.000 líneas/mm, donde se prefiere el intervalo de 100
líneas/mm hasta aproximadamente 1.500 líneas/mm. La altura de
perfil h geométrica presenta un valor del intervalo de 50 nm a 5.000
nm, situándose los valores preferidos entre 100 nm y 2.000 nm. Ya
que el moldeo de las redes de difracción 24 en la capa de
amoldamiento 5 (Fig. 1) para alturas de perfil h geométricas, que
son mayores que el valor recíproco de la frecuencia espacial,
técnicamente es difícil, solamente son razonables valores grandes
para la altura de perfil h geométrica con valores bajos para la
frecuencia espacial.
En la Figura 3 se representa la propiedad de
difracción de una red de difracción lineal 24 (Fig. 1) mediante la
representación espacial de Fourier que se ha descrito al principio
con primer y segundo orden de difracción 14, 15, siendo un vector
de red 26 de la red de difracción 24 paralelo con respecto a la
dirección x. La red de difracción 24 del elemento de superficie 12
dispuesto en el centro del círculo descompone la luz 11 que incide
perpendicularmente sobre el plano del dibujo (Fig. 1) en colores del
espectro. Los rayos de la luz difractada de los diferentes órdenes
de difracción 14, 15 se sitúan en el mismo plano de difracción,
determinado por la luz incidente 11 y el vector de red 26, no
representado en este documento y, por tanto, están muy concentrados.
La luz de onda más corta con la longitud de onda \lambda = 380 nm
(violeta) presenta en cada uno de los órdenes de difracción 14, 15
una menor separación del punto central del círculo que la luz de
onda más larga con la longitud de onda \lambda = 700 nm (rojo).
El número de los órdenes de difracción de propagación 14, 15
depende de la frecuencia espacial de la red de difracción 24. En la
zona debajo de una frecuencia espacial de aproximadamente 300
líneas/mm se solapan los órdenes de difracción superiores, de tal
forma que la luz difractada en ese punto es acromática. Después de
un giro de la red de difracción lineal 24 en el azimut alrededor del
ángulo \theta de pocos grados angulares, para un observador que
observa desde el sentido de la coordenada x sobre la red de
difracción 24, el elemento de superficie 12 revestido con la red de
difracción 24 es invisible, ya que el vector de red 26 y, por
tanto, el plano de difracción con los rayos de la luz difractada ya
no se orientan en el sentido de la coordenada x.
Las estructuras mate poseen a escala
microscópica elementos de estructura de relieve finas, que
determinan la capacidad de dispersión y solamente se pueden
describir con parámetros estadísticos como, por ejemplo, valor
medio de rugosidad R_{a} y longitud de correlación l_{c}, donde
los valores para el valor medio de rugosidad R_{a} se sitúan en
el intervalo de 20 nm a 2.000 nm con valores preferentes de 50 nm a
500 nm, mientras que la longitud de correlación l_{c} en al menos
un sentido presenta valores en el intervalo de 200 nm a 50.000 nm,
preferiblemente entre 500 nm y 10.000 nm.
La Figura 4 muestra la representación espacial
de Fourier para el elemento de superficie 12 revestido con una
estructura mate isótropa (Fig. 3) con luz 11 incidente de forma
perpendicular (Fig. 1). Los elementos de estructura en relieve
microscópicamente finos de la estructura mate isótropa no presentan
ningún sentido preferente azimutal, por lo que la luz dispersada se
distribuye de forma uniforme con una intensidad superior a un valor
umbral predeterminado, por ejemplo, predefinido por la
perceptibilidad visual, en un ángulo espacial 16 predeterminado por
la capacidad de dispersión de la estructura mate en todos los
sentidos azimutales y el elemento de superficie 12 tiene un aspecto
con luz diurna de blanco a gris. En todos los demás sentidos, el
elemento de superficie 12 es oscuro. Las estructuras mate de gran
dispersión distribuyen la luz dispersada en un ángulo espacial 16
mayor que una estructura mate de dispersión débil.
En la Figura 5, los elementos de relieve de la
estructura mate presentan un sentido preferido de los elementos de
estructura de relieve microscópicamente finos paralelo con respecto
a la coordenada x. La luz dispersada, por tanto, presenta una
distribución anisótropa. En la representación de la Figura 5, el
ángulo espacial 16 predeterminado por la capacidad de dispersión de
la estructura mate se separa con forma de elipse en el sentido de la
coordenada y.
En la Figura 6 se representa esta relación en el
corte transversal. El elemento de seguridad 2 presenta el patrón de
los elementos de superficie 12, que están revestidos con las
estructuras ópticamente activas 9 (Fig. 1). Una superficie
reflectante plana refleja la luz 11 incidente con un ángulo de
incidencia \alpha con respecto a la normal de la superficie 17
como rayo reflejado 18 con el ángulo de reflexión \alpha', donde
\alpha = \alpha'. La dirección de la luz incidente 11, la normal
de la superficie 17 y el rayo reflejado 18 abarcan de forma
conjunta un plano de difracción 19, que se dispone en la Figura 6 en
paralelo con respecto al plano del dibujo. La estructura
ópticamente activa 9 presenta la forma de la red de difracción
lineal 24 (Fig. 1), cuyo vector de red 26 está orientado en
paralelo con respecto a la coordenada x. La luz incidente 11 se
desvía de forma correspondiente a su longitud de onda \lambda con
los ángulos de difracción \beta_{1}, \beta_{2} como rayos
difractados 20, 21 en cada uno de los órdenes de difracción 14
(Fig. 3), 15 (Fig. 3) de la dirección del rayo reflejado 18. Si la
estructura ópticamente activa 9 es una de las estructuras mate, los
puntos finales de vectores de intensidad de la luz dispersada de
vuelta forman superficies con forma de maza. Las superficies con
forma de maza cortan el plano de difracción 19, a modo de ejemplo,
en curvas de corte 22, 23. Si los elementos de estructura de
relieve de la estructura mate no presentan ningún sentido
preferente, los rayos de luz se dispersan prácticamente de forma
concéntrica alrededor del sentido del rayo reflejado 18. La
estructura mate con la curva de corte 22 dispersa la luz incidente
11 de forma más intensa y con un ángulo espacial 16 de mayor tamaño
(Fig. 4) como una estructura mate con la curva de corte 23. Debido
a la dispersión más intensa, la intensidad de la luz dispersada en
el sentido del rayo reflejado 18 es más débil, como indica la curva
de corte 22 en comparación con la curva de corte 23. Si los
elementos de estructura de relieve están orientados esencialmente
con respecto a un sentido preferido, en este documento,
perpendicularmente con respecto al plano de difracción 19, los
puntos con la misma intensidad se sitúan sobre superficies planas
con forma de maza, que presentan en un plano de corte perpendicular
con respecto al rayo reflejado 18, no mostrado en este documento,
un corte transversal con forma de elipse, donde sobre el plano de
corte, el punto central de superficie del corte transversal
coincide con el punto de intersección del rayo reflejado 18 y el
eje longitudinal del corte transversal con forma de elipse está
orientado perpendicularmente con respecto al plano de difracción
19. La distribución de la luz dispersada, por tanto, es anisótropa.
A diferencia de estructuras de difracción, las estructuras mate no
pueden descomponer la luz incidente 11 en los colores del
espectro.
Con la difracción de la luz incidente 11 en la
red de difracción 24 lineal asimétrica mostrada en la Figura 1, la
intensidad I^{-} del rayo difractado 20 (Fig. 6) en el orden de
difracción negativo 14 (Fig. 3), 15 (Fig. 3) y la intensidad
I^{+} del rayo difractado 21 (Fig. 6) en el orden de difracción
positivo 14, 15 son desiguales. La intensidad I^{+} del rayo
difractado 21 supera la intensidad I^{-} del rayo difractado 20
al menos en un factor p = 3, preferiblemente p = 10 o mayor, es
decir, I^{+} = p\cdotI^{-}. El factor depende esencialmente
de la configuración del perfil con forma de dientes de sierra de la
red de difracción 24, de la altura de perfil h y de la frecuencia
espacial. Por debajo de una frecuencia espacial de aproximadamente
300 líneas/mm, la red de difracción 24 asimétrica actúa como un
espejo inclinado, es decir, la intensidad I^{+} del rayo
difractado 21 en los órdenes de difracción positivos alcanza
prácticamente la intensidad de la luz incidente 11, mientras que la
intensidad I^{-} de la luz difractada 20 en los órdenes de
difracción negativos es tan pequeño que prácticamente desaparece.
El factor p alcanza valores de 100 o superiores. Una descomposición
de la luz incidente 11 en los colores del espectro ya no se produce,
por lo que tales redes de difracción 24 se caracterizan por el
apéndice "acromático". Más con respecto a esto se encuentra en
el documento que se ha mencionado al principio WO 97/19821.
La Figura 7 muestra en una representación
esquemática la estructura ópticamente activa 9 (Fig. 1) incluida en
la capa de amoldamiento 5 y la capa de protección 6, que es una
estructura de difracción 25 generada por una superposición aditiva
de la red de difracción 24 (Fig. 1) asimétrica lineal y la
estructura mate. La estructura mate se dibuja por motivos
representativos con un valor de rugosidad media R_{a} pequeño en
comparación con la altura de perfil h y demasiado uniforme. El
perfil de la red de difracción 24 asimétrica lineal presenta como
parámetros adicionales ángulos blaze \varepsilon_{1} y
\varepsilon_{2}, que incluyen ambas superficies de perfil de la
red de difracción asimétrica 24 con el plano del elemento de
seguridad 2 (Fig. 6).
En la Figura 8 se representa el espacio de
Fourier de la estructura de difracción 25 (Fig. 7), donde la
estructura mate es isótropa. Los rayos 20 (Fig. 6), 21 (Fig. 6)
difractados muy concentrados mediante la red de difracción 24 (Fig.
1) están ensanchados por la estructura mate. Esto produce la ventaja
de que los rayos difractados 20, 21 se irradian a los ángulos
espaciales grandes 16 y que para el observador, el elemento de
superficie 12 con la estructura de difracción 25 se puede reconocer
de forma sencilla en todo el ángulo espacial 16, aunque con una
luminosidad de superficie reducida. Cuanto más intensamente dispersa
la estructura mate, mayor es el ángulo espacial 16 bajo el cual se
puede reconocer el elemento de superficie 12 y, por tanto, menor es
para el observador la luminosidad de superficie del elemento de
superficie 12. Adicionalmente, la intensidad I^{+} de los rayos
20 difractados en el más primero orden de difracción 14 son mayores
en el factor p que la intensidad I^{-} de los rayos 21
difractados en el menos primer orden de difracción 14'. Esto se
representa en el dibujo de la Figura 7 por retículas de puntos con
diferente densidad en los ángulos espaciales 16.
Para frecuencias espaciales de la red de
difracción 24 superiores a aproximadamente 300 líneas/mm, la luz
incidente 11 (Fig. 5) se descompone en colores del espectro. Con luz
diurna, la estructura mate provoca un emborronamiento de los
colores puros del espectro hacia tonos pastel hasta prácticamente
luz de dispersión blanca independientemente de la frecuencia
espacial de la red de difracción 24. Los tonos pastel presentan con
frecuencia espacial decreciente de la red de difracción 24 una
fracción blanca cada vez mayor. Si la frecuencia espacial es
inferior al valor de aproximadamente 300 líneas/mm, no se produce
ninguna descomposición notable de la luz incidente 11, es decir, el
elemento de superficie 12 es visible en el color de la luz incidente
11.
A partir de la representación espacial de
Fourier se observa que en el elemento de superficie 12, tanto con
la inclinación alrededor de un eje situado en el plano abarcado por
las coordenadas x e y como con un giro alrededor de la normal de
superficie 17 (Fig. 6), la luz desviada por la estructura de
difracción 25 queda visible para el observador a lo largo de un
intervalo angular grande, por ejemplo, del intervalo \pm 20º a
\pm 60º, a diferencia de redes difractivas de acuerdo con el
documento que se ha mencionado al principio EP 0 105 099 A1, que
solamente son visibles en un intervalo angular estrecho de pocos
grados angulares y, por tanto, destellean durante la inclinación y
el giro del elemento de seguridad 2 (Fig. 2). El elemento de
superficie 12 con la estructura de difracción 25 presenta la ventaja
de que el elemento de superficie 12 forma en el patrón de
superficie del elemento de seguridad 2 un elemento de patrón
prácticamente estático.
La Figura 9 muestra un ejemplo sencillo del
elemento de patrón prácticamente estático formado a partir de dos
elementos de superficie 27, 28 en el elemento de seguridad 2. El
primer elemento de superficie 27 con la primera estructura de
difracción 25 (Fig. 7) delimita con el segundo elemento de
superficie 28 con la segunda estructura de difracción 25. El primer
elemento de superficie 27 y el segundo elemento de superficie 28 se
disponen sobre el elemento de seguridad 2 en un patrón de superficie
con otras áreas 29 recubiertas con otras estructuras ópticamente
activas. La primera y la segunda estructura de difracción 25
solamente se diferencian por el sentido de su vector de red 26
(Fig. 3) y presentan el comportamiento de difracción representado en
la Figura 8. Los vectores de red 26 esencialmente son antiparalelos
en la Figura 9 en los elementos de superficie 27, 28, es decir, el
azimut de la segunda estructura de difracción 25 (Fig. 7) es igual a
la suma del azimut de la primera estructura de difracción 25 y un
ángulo azimutal \theta adicional (Fig. 3) del intervalo de
valores de 120º a 240º, donde el valor para el ángulo azimutal
\theta = 180 es el preferido. El vector de red 26 de la primera
estructura de difracción 25 está orientado en paralelo con respecto
a la coordenada x. La estructura mate se extiende de forma
homogénea por toda la superficie de los dos elementos de superficie
27, 28. El observador observa en el sentido de la coordenada x y
visualiza el primer elemento de superficie 27 con una luminosidad
de superficie reducida, por el contrario, el segundo elemento de
superficie 28, con una luminosidad de superficie alta, como lo
indica la retícula de puntos usada en el dibujo de las Figuras 9 y
10. Si a continuación se gira el elemento de seguridad 2 en su plano
180º, como se muestra en la Figura 10, el elemento de seguridad 2
se observa en sentido contrario al sentido de la coordenada x. Las
luminosidades de superficie de los dos elementos de superficie 27,
28 están intercambiadas, es decir, el contraste entre los dos
elementos de superficie 27, 28 está invertido con respecto a la
representación en la Figura 9.
En los siguientes ejemplos de realización, tanto
los parámetros de la red de difracción 24 asimétrica (Fig. 1) como
los parámetros de las diferentes estructuras mate se pueden
modificar dependiendo del lugar en el interior del elemento de
superficie 12, o de un elemento de superficie 12, 27, 28 al otro,
independientemente entre sí o de forma acoplada entre sí de acuerdo
con la Tabla 1, para conseguir efectos ópticos notables,
diferentes, fáciles de observar de los elementos de patrón
prácticamente estáticos.
En una segunda realización, en el elemento de
patrón prácticamente estacionario de la Figura 11 se dispone una
pluralidad de los primeros elementos de superficie 27 sobre el
segundo elemento de superficie 28 como superficie de fondo, donde
los vectores de red 26 (Fig. 3) de cada red de difracción asimétrica
24 (Fig. 1) en la estructura de difracción 25 (Fig. 7) de los
primeros elementos de superficie 27 por un lado y del segundo
elemento de superficie 28 por otro lado están orientados
esencialmente de forma antiparalela. En una realización, los
primeros elementos de superficie 27 presentan en un sentido
preferente 30 un grado de cubrición de superficie que disminuye de
elemento de superficie 27 a elemento de superficie 27 de la
estructura de difracción 25, lo que se puede conseguir por
utilización de una pluralidad de superficies parciales 31 con
dimensiones en al menos en una dimensión inferiores a 0,3 mm en los
primeros elementos de superficie 27. En las superficies parciales
31 se moldea la estructura de difracción 25 del segundo elemento de
superficie 28. Las superficies parciales 31 pequeñas no se pueden
percibir a simple vista, sin embargo, reducen de forma eficaz la
luminosidad de superficie de los primeros elementos de superficie
27. Un efecto similar se consigue en otra realización por
modificación de la asimetría de la forma de perfil de la red de
difracción 24 de elemento de superficie 27 a elemento de superficie
27 en el sentido preferente 30. La forma de perfil de la red de
difracción 24 se modifica de una primera forma fuertemente
asimétrica a lo largo de un perfil simétrico nuevamente hasta una
primera forma asimétrica con forma con simetría especular. La
luminosidad de superficie de los primeros elementos de superficie
27, por tanto, disminuyen el sentido preferente 30. Por el
contrario, la estructura mate se extiende de forma homogénea sobre
todo el elemento de patrón prácticamente estacionario. Durante el
giro alrededor de 180º del elemento de patrón en el plano abarcado
por las coordenadas x e y se modifican de forma perceptible para el
observador los contrastes entre los primeros elementos de superficie
27 y el segundo elemento de superficie 28.
En el tercer ejemplo mostrado en la Figura 12
del elemento de patrón prácticamente estacionario se dispone dentro
del primer elemento de superficie 27 al menos una superficie parcial
31. El primer elemento de superficie 27 y las superficies parciales
31 se diferencian solamente por la propiedad de dispersión de la
estructura mate utilizada para la generación de la estructura de
difracción 25 (Fig. 7). A modo de ejemplo, en el primer elemento de
superficie 27 se superpone a la red de difracción asimétrica 24
(Fig. 7) una estructura mate de intensa dispersión, mientras que en
la superficie parcial 31 se superpone a la red de difracción
asimétrica 24 una estructura mate de dispersión débil. Siempre que
el observador permanezca durante la inclinación o el giro del
elemento de patrón o del elemento de seguridad 2 (Fig. 9) dentro del
menor de los dos ángulos espaciales 16 (Fig. 4), las superficies
parciales 31 se pueden reconocer claramente con el fondo del primer
elemento de superficie 27 debido a su mayor luminosidad de
superficie. Fuera del ángulo espacial menor 16 (Fig. 4), sin
embargo, todavía en el intervalo del ángulo espacial mayor 16 de la
estructura de difracción 25 en el primer elemento de superficie 27,
el contraste entre las superficies parciales 31 y el primer elemento
de superficie 27 está intercambiado, de tal forma que las
superficies parciales 31 se reconocen oscuras frente al fondo claro
de la superficie del primer elemento de superficie 27. Las
superficies parciales 31 pueden formar un trazo o logotipo y
presentan, para una buena perceptibilidad, al menos una altura de
letra de 1,5 mm; esto requiere elementos de superficie 27, 28
correspondientemente grandes. Con frecuencias espaciales inferiores
a aproximadamente 300 líneas/mm desaparece el contraste entre el
primer elemento de superficie 27 y las superficies parciales 31
fuera del ángulo espacial mayor 16 de la estructura de difracción 25
en el primer elemento de superficie 27; para el observador, el
primer elemento de superficie 27 y las superficies parciales 31 son
oscuras de forma uniforme, por ejemplo, también como se representa
en la Figura 13, después del giro del elemento de seguridad 2 (Fig.
1) en el intervalo del ángulo azimutal \theta de aproximadamente
180º. Ventajosamente, al igual que en el primer ejemplo, el primer
elemento de superficie 27 delimitará con el segundo elemento de
superficie 28 para obtener un cambio de contraste adicional entre el
primer y el segundo elemento de superficie 27, 28, lo que
simplifica para el observador encontrar la información contenida en
las superficies parciales 31.
En la Figura 14, los elementos de relieve de la
estructura mate presentan en la estructura de difracción 25 (Fig.
7) un sentido preferido orientado hacia el vector de red 26 con el
azimut \theta. Los elementos de estructura de relieve
microscópicamente finos de la estructura mate están orientados
perpendicularmente con respecto al vector de red 26 de la red de
difracción 24 asimétrica (Fig. 1). La luz 11 incidente dispersada
(Fig. 6) presenta, por tanto, una distribución anisótropa. En la
representación espacial de Fourier de la Figura 14, los ángulos
espaciales 32 y 33 predeterminados por la capacidad de dispersión de
la estructura mate de los dos órdenes de difracción 14 (Fig. 3) se
separan en forma de una elipse a lo largo del vector de red 26. El
eje principal de la elipse del ángulo espacial 32 y 33 transversal
con respecto al vector de red 26 es muy pequeño, para que el
elemento de superficie 12 (Fig. 2) en la luz dispersada sea visible
en un gran intervalo angular durante la inclinación alrededor de un
eje transversal con respecto al vector de red 26 y no solamente en
un intervalo estrecho en el azimut. La intensidad I^{+} de los
rayos 21 (Fig. 6) difractados en el ángulo espacial 32 del orden de
difracción positivo 12 (Fig. 3) es mayor en el factor p que la
intensidad I^{-} de los rayos 20 (Fig. 6) difractados en el ángulo
espacial 33 del orden de difracción negativo 12.
Un uso de esta estructura de difracción 25 se
muestra en la Figura 15. Una pluralidad de cintas 34 con forma de
elipse, estrechas, en sí cerradas forma el patrón de superficie del
elemento de seguridad 2. Las cintas 34 se disponen de forma
distribuida uniformemente en el azimut de tal forma que sus centros
35 coinciden. Cada cinta 34 presenta un azimut predeterminado por
el ángulo azimutal de eje principal del vector de red 26, a modo de
ejemplo, las cintas 34 forman un grupo con los ángulos azimutales de
eje principal 0º, 45º, 90º y 135º y tienen el mismo azimut del
vector de red 26 (Fig. 14) con \theta = 0º. Los cuatro cintas 34
con el mismo azimut del vector de red 26 son visibles al mismo
tiempo desde el mismo sentido. La superficie de cada una de las
cintas 34 forma el elemento de patrón que se ha descrito
anteriormente y se divide en los dos elementos de superficie 27
(Fig. 9), 28 (Fig. 9). La división en los dos elementos de
superficie 27, 28 revestidos con las estructuras de difracción 25
(Fig. 7) se realiza de acuerdo con un contorno 36 con una forma
predeterminada, por ejemplo, un logotipo sencillo, una letra, una
cifra, donde, a modo de ejemplo, para el contorno 36 mostrado en la
Figura 15 se selecciona la forma de una cruz. Una parte de la cinta
34 situada fuera de la cruz está configurada, a modo de ejemplo,
como primer elemento de superficie 27 y la parte de la cinta 34
situada dentro de la cruz, como segundo elemento de superficie 28.
El sentido de los vectores de red 26 de las estructuras de
difracción 25 en los primeros elementos de superficie 27 y de las
estructuras de difracción 25 en los segundos elementos de
superficie 28 son esencialmente antiparalelos en cada cinta 34. Los
elementos de relieve de las estructuras mate están orientados en
cada cinta 34 transversalmente con respecto al vector de red 26.
Con un giro del elemento de seguridad 2 destellan brevemente para el
observador respectivamente aquellos grupos de las cintas 34, cuyo
plano de difracción 17 (Fig. 6) coincide con el sentido de
observación del observador, es decir, con respecto al sentido de
observación del observador, los vectores de red 26 de las cintas
visibles 34 presentan el azimut \theta = 0º o 180º. La luminosidad
de las partes de cinta situadas en el interior del contorno 36, a
modo de ejemplo, es mayor que la de las partes de cinta en el
exterior del contorno 36. Durante la inclinación se modifica el
contraste, sin embargo, no el color mixto percibido por el
observador, siempre que el sentido de observación del observador
permanezca dentro del ángulo espacial 32 (Fig. 14) del orden de
difracción positivo. En cuanto el sentido de observación del
observador coincide con sentidos en el interior del ángulo espacial
33 (Fig. 14) del orden de difracción negativo, el contraste entre
las partes de cinta situadas en el interior del contorno 36 y las
partes de cinta situadas en el exterior del contorno 36 está
intercambiado, es decir, las partes de cinta en el interior del
contorno 36 son menos luminosas que las partes de cinta situadas en
el exterior. En el exterior de los ángulos espaciales 32 y 33, las
superficies de las cintas 34 son uniformemente oscuras o no se
pueden observar.
En la Figura 16 se ilustra el quinto ejemplo.
Una pluralidad de los elementos de superficie 12 se dispone en el
interior del patrón de superficie del elemento de seguridad 2 de
forma predeterminada a lo largo del sentido preferente 30, donde
elementos de superficie 12 adyacentes están orientados de forma
separada o directamente apoyados. En cada elemento de superficie
12, la red del difracción 24 (Fig. 1) usada para la estructura de
difracción 25 (Fig. 7) presenta un perfil diferente, donde el ángulo
blaze \varepsilon_{2} (Fig. 7) del flanco de perfil más ancho
de un elemento de superficie 12 con respecto al elemento de
superficie 12 adyacente se modifica entre los valores extremos
\pm\varepsilon_{2Máx} en etapas alrededor de una de las etapas
de ángulo blaze predeterminado \Delta\varepsilon_{2}. A modo
de ejemplo, en el dibujo de la Figura 16, en el elemento de
superficie central 12 los ángulos blaze \varepsilon_{1} (Fig. 7)
y \varepsilon_{2} de la estructura de difracción 25 son iguales
a cero, es decir, la estructura de difracción 25 en el elemento de
superficie 12 central es un espejo plano al que se superpone la
estructura mate. Las estructuras de difracción 25 de los dos
elementos de superficie externos 12 presentan el ángulo blaze
+\varepsilon_{2Máx} o -\varepsilon_{2Máx}. La estructura
mate es homogénea en todos los elementos de superficie 12 y
anisótropa como se describe mediante la Figura 5. El ángulo
espacial 16 con forma de elipse (Fig. 5) de cada uno de los
elementos de superficie 12, en la representación espacial de
Fourier se dispone de forma adyacente desplazado a lo largo de la
coordenada x (Fig. 5) de forma correspondiente al ángulo blaze
\varepsilon_{2} de la estructura de difracción 25. Los vectores
de red 26 (Fig. 3) se orientan esencialmente en paralelo o
antiparalelo con respecto al sentido preferente 30. Durante la
inclinación del elemento de seguridad 2 alrededor de un eje 37
orientado transversalmente con respecto al sentido preferente 30 se
ilumina para el observador que observa en el sentido preferente 30
uno de los elementos de superficie 12 después del otro, de tal forma
que el observador observa una franja 38 clara que se desplaza en el
sentido preferente 30 sobre el elemento de seguridad 2. Durante la
inclinación alrededor del eje preferente 30, la franja 38 permanece
visible en un ángulo de inclinación grande dependiente del ángulo
espacial 16.
En vez de las estructuras mate isótropas que se
han usado en los anteriores ejemplos también se pueden usar
estructuras mate anisótropas. A la inversa, las estructuras mate
anisótropas usadas en los anteriores ejemplos se pueden sustituir
por estructuras mate isótropas.
Claims (11)
1. Elemento de seguridad difractivo (2) de un
laminado de plástico (1) con un patrón de superficie compuesto a
modo de mosaico por elementos de superficie (12; 27; 28), donde en
los elementos de superficie (12; 27; 28), una capa limitante
reflectante (8) entre una capa de amoldamiento (5) y una capa de
protección (6) del laminado de plástico (1) forma estructuras
ópticamente activas (9) y la luz (11) que incide sobre el laminado
de plástico (1), que pasa a través de una capa de cubrición (4) del
laminado de plástico (1) y a través de la capa de amoldamiento (5),
se desvía de forma predeterminada mediante las estructuras
ópticamente activas (9),
caracterizado por que
la estructura ópticamente activa (9) de al menos
uno de los elementos de superficie (12; 27; 28) es una estructura de
difracción (25) generada a partir de una superposición aditiva de
una red de difracción (24) asimétrica lineal con una estructura
mate,
por que la red de difracción (24) asimétrica
lineal presenta una frecuencia espacial del intervalo de valores de
50 líneas/mm a 2.000 líneas/mm y
por que la estructura mate posee un valor medio
de rugosidad del intervalo de 20 nm a 2.000 nm y al menos en una
dirección, una longitud de correlación de 200 nm a 50.000 nm.
2. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por que un segundo elemento
de superficie (28) delimita con un primer elemento de superficie
(27), por que en la superficie del segundo elemento de superficie
(28) se moldea la estructura de difracción (25) y por que el vector
de red (26) de la red de difracción (24) asimétrica lineal en el
primer elemento de superficie (27) está orientado esencialmente de
manera antiparalela con respecto al vector de red (26) de la red de
difracción asimétrica lineal (24) en el segundo elemento de
superficie (28).
3. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que en el elemento
de superficie (12, 27), las superficies parciales (31) se disponen
con una estructura de difracción (25), donde la estructura de
difracción (25) de las superficies parciales (31) se diferencia de
la estructura de difracción (25) del elemento de superficie (12,
27) solamente por la capacidad de dispersión de la estructura
mate.
4. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado por que las superficies
parciales (31) forman una información en forma de un logotipo o un
trazo.
5. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado por que una pluralidad de los
primeros elementos de superficie (27) se dispone sobre la
superficie del segundo elemento de superficie (28), por que los
primeros elementos de superficie (27) en una retícula contienen una
pluralidad de superficies parciales (31) con una dimensión máxima
en al menos una dimensión de menos de 0,3 mm, por que en las
superficies parciales (31) se moldea la estructura de difracción
(25) del segundo elemento de superficie (28) y por que a lo largo
de un sentido preferente (30) se modifica el grado de cubrición de
superficie de la estructura de difracción (25) del primer elemento
de superficie (27) de elemento de superficie (27) a elemento de
superficie (27).
6. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado por que una pluralidad de los
primeros elementos de superficie (27) se dispone sobre la
superficie del segundo elemento de superficie (28) y por que a lo
largo de un sentido preferente (30) se modifica la asimetría de las
redes de difracción (24) utilizadas para la estructura de
difracción (25) en los primeros elementos de superficie (12) de
elemento de superficie (27) a elemento de superficie (27).
7. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que una pluralidad
de los elementos de superficie (12) se dispone de forma adyacente
sobre la superficie del patrón de superficie y por que a lo largo
de un sentido preferente (30), un ángulo blaze (\varepsilon_{2})
de la red de difracción (24) asimétrica utilizada para la
estructura de difracción (25) en el elemento de superficie (12) se
modifica de un elemento de superficie (12) a otro elemento de
superficie (12) alrededor de una de las etapas de ángulo blaze
predeterminadas (\Delta\varepsilon).
8. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la
estructura mate es isótropa.
9. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la
estructura mate es anisótropa.
10. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la red
de difracción (24) es acromática y presenta una frecuencia espacial
entre 50 líneas/mm y 300 líneas/mm.
11. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con una
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la
capa limitante (8) es un revestimiento de un metal del grupo
aluminio, plata, oro, cromo o tantalio.
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