ES2330255T3 - Elemento de seguridad que cambia de negro a color. - Google Patents
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Abstract
Elemento de seguridad (2) para un billete de banco, un documento de valor, derecho o identidad, un tiquete, una etiqueta, un identificador de un artículo de marca, o una banderola de impuesto, que comprende la combinación i) un recubrimiento que contiene por lo menos un pigmento ópticamente variable (P) que tiene una variación de color dependiente del ángulo de visión, seleccionado del grupo consistente de los pigmentos de interferencia de capa delgada depositados al vacío, las partículas recubiertas de la capa de interferencia y pigmentos de cristal líquido colestérico, ii) por lo menos un material absorbente espectral selectivo (A) que tiene las propiedades de absorción espectral de bloquear los componentes espectrales visibles reflejados por dicho pigmento ópticamente variable en incidencia ortogonal, De manera que el elemento de seguridad exhibe una apariencia negra cuando se observa en ángulo ortogonal, y una apariencia coloreada cuando se observa en ángulo rasante.
Description
Elemento de seguridad que cambia de negro a
color.
La presente invención se relaciona con
documentos o artículos de seguridad. Más específicamente, revela un
elemento de seguridad que cambia a color el cual aparece blanco bajo
una vista ortogonal, para su uso sobre documentos o artículos de
seguridad, para protegerlos contra falsificación y reproducción
ilegal.
Los elemento de seguridad con cambio de color
han sido usados en numerosas aplicaciones, por ejemplo como un
rasgo de seguridad sobre billetes de banco, documentos de identidad,
documentos de valor, documentos de derechos, banderolas de
impuestos, etiquetas de seguridad, bienes de marca y similares, para
protegerlos contra la falsificación y reproducción ilegal. Los
elemento de seguridad con cambio de color pueden ser producidos
aplicando una composición de recubrimiento (por ejemplo, una tinta
ópticamente variable) que contiene un pigmento ópticamente variable
(OVP), tal como un pigmento en hojuelas descrito en por ejemplo. US,
4,424,010; US 5,084,351; US 5,171,363; EP 227 423, US 5,653,792; US
5,279,657; US 7,766,738; US 5,571,624; US 5,569,535; US 5,383,995;
US 5,278,590; US 5, 059,245; US 4,838,648; US 5,214,530 sobre una
superficie de sustrato apropiada. Las impresiones realizadas con
tintas ópticamente variables (OVI®) exhiben la propiedad de cambiar
de color con la variación del ángulo de observación.
Los pigmentos ópticamente variables son
pigmentos de interferencia que exhiben una variación de color
sustancial dependiente del ángulo, esto es, que exhiben colores
diferentes claramente observables bajo por ejemplo, una vista
ortogonal o una vista a ras. Esto se aplica para pigmentos que
tienen una capa de interferencia con un índice de refracción bajo
(índice de refracción n menor de 2.0). Los pigmentos con una capa de
interferencia de índice de refracción alto (no mayor de 2.0), tales
como los pigmentos de mica recubiertos con TiO_{2}, no exhiben
una variación de color sustancial dependiente del ángulo.
Para incrementar la gama de color de tintas
ópticamente variables, puede ser ventajoso, como se describe en
EP-B1-0227 423, añadir colorantes
solubles o pigmentos insolubles a la formulación de tinta, para
modificar las características de reflexión del pigmento ópticamente
variable y/o para bloquear dominios espectrales no deseados con el
fin de alcanzar propiedades de color predefinidas. Por ejemplo, un
pigmento amarillo Cromoftal (de Ciba-Geigy) puede
ser añadido a una tinta ópticamente variable de dorado a verde, para
bloquear las partes espectrales azules reflejadas a 400 nm, dando
por lo tanto una apariencia más brillante al color dorado en vista
ortogonal del OVI® dorado a verde.
En el presente, los recubrimientos que migran de
un primer color a un segundo color, así como de un primer color a
negro al ir de la vista ortogonal a la vista a ras se usan en la
moneda para su autenticación a simple vista. El negro a la vista
rasante es alcanzado mezclando el pigmento ópticamente variable con
un colorante o pigmento convencional, que tiene un color
complementario al del pigmento ópticamente variable en una visión
rasante. US 5, 059, 245 describe una tinta que comprende hojuelas
ópticamente variables y un pigmento, dispersados en el vehículo de
la tinta para bloquear los colores indeseados en ángulos de
incidencia mayores que el primero y segundo ángulo de
incidencia.
La impresión en negro es notablemente importante
en el diseño de moneda, puesto que permite una buena visibilidad de
los rasgos impresos aún bajo condiciones difíciles de luz, así como
para la fácil incorporación de ciertos tipos de elementos de
seguridad. Por razones de diseño, hay por lo tanto una necesidad de
tintas ópticamente variables que tengan negro como una de sus
apariencias.
Sin embrago, dicho recubrimiento, el cual cambia
de un primer color en vista ortogonal a negro en vista rasante,
sufre de la desventaja de que el negro en la vista rasantes es
difícil de ver. En efecto, debido a la física del sistema, el negro
en tales recubrimientos solamente aparece en un rango muy estrecho
de ángulos de observación (vide infra), y debido a la
fisiología y psicología de la visión humana, ciertos colores, tales
como el clarete, el oliva o el violeta, ya aparecen por si casi
negros a la vista rasante.
Fue el objeto de la presente invención
proporcionar un elemento de seguridad con cambio de color que
despliega un cambio más evidente entre el negro y el color, y que
por lo tanto supera las desventajas de la técnica anterior.
Se ha encontrado sorpresivamente, al suministrar
el elemento de seguridad descrito más adelante, el cual cambia de
una apariencia negra en vista ortogonal a una apariencia de color en
vista rasante, que el objetivo anterior es resuelto
convenientemente.
El elemento de seguridad de acuerdo con la
presente invención se basa en una combinación de un pigmento
ópticamente variable y un material absorbente de luz que
sustancialmente bloquea los componentes espectrales visibles que
son reflejados por dicho pigmento ópticamente variable en incidencia
ortogonal, resultando en una apariencia negra del elemento de
seguridad en vista ortogonal.
Dicha combinación se entiende aquí en el sentido
funcional del efecto óptico cooperativo producido por la conjunción
del material absorbente de luz y el pigmento ópticamente
variable.
Bloquear sustancialmente los componentes
espectrales visibles reflejados por el pigmento ópticamente variable
en incidencia ortogonal significa que el resultado de dicha
combinación tendrá una luminosidad (L*) menor de 50 unidades y una
croma (C*) menor de 15 unidades, tal como se mide y se determina de
acuerdo con el sistema de color CIELab 1.976.
Así, la presente invención describe un elemento
de seguridad para un billete de banco, un documento de valor,
derecho o identidad, un tiquete, una etiqueta, un identificador de
un producto de marca, o una banderola de impuestos, que comprende
la combinación de
- i)
- un recubrimiento que contiene por lo menos un pigmento ópticamente variable que tiene una variación de color dependiente del ángulo de observación, seleccionado del grupo consistente de pigmentos de interferencia en película delgada depositada al vacío, las partículas recubiertas de la capa de interferencia y los pigmentos de cristal líquido colestéricos, y
- ii)
- por lo menos un material absorbente espectral selectivo que tiene las propiedades de absorción espectral de bloquear los componentes espectrales visibles que son reflejados por dicho pigmento variable ópticamente en incidencia ortogonal,
de manera que dicho elemento de
seguridad exhibe una apariencia negra cuando se observa en ángulo
ortogonal, y una apariencia coloreada cuando se observa en ángulo
rasante.
De acuerdo con la presente invención, dicho
pigmento ópticamente variable es preferiblemente un pigmento de
interferencia de capa múltiple que comprende capas reflectante,
dieléctrica y absorbente, y dicho material absorbente espectral
selectivo es un compuesto o una mezcla de compuestos seleccionados
del grupo consistente de los colorantes orgánicos solubles, los
pigmentos orgánicos insolubles, y los pigmentos inorgánicos
insolubles.
El elemento de seguridad con cambio de color de
la presente invención, que empieza desde negro en vista ortogonal,
es notablemente mucho mejor definido (vide infra) y más
fácilmente identificados que los elementos de la técnica anterior
que cambian a negro en la vista rasante. Muy notablemente, la
desviación de una apariencia negra a un color por cambio del ángulo
de visión desde ortogonal a oblicuo es percibido más fácilmente que
el caso opuesto, puesto que la visión humana es bastante sensible a
la aparición inesperada de un color en una vista rasante, aún bajo
condiciones de difícil denominación, mientras que el cambio de un
objeto visual a una apariencia oscura o negra en vista rasante es
un fenómeno más bien común.
Un beneficio adicional del elemento de seguridad
de la presente invención descansa en el hecho de que una aparición
de un rostro negro es frecuentemente parte de diseños de documentos
de seguridad, de tal manera que un diseño existente puede ser
actualizado con el elemento de seguridad de la presente invención
sin impactar significativamente en la imagen de vista ortogonal
conocida del documento o el ítem protegido en cuestión. Tales
elementos de seguridad actualizadas también pueden ser combinados
para formar pares de colores geometaméricos.
En el contexto de la presente descripción, la
visión ortogonal o incidencia significa un ángulo de 90º \pm15º
con respecto al plano del sustrato, y la vista rasante significa un
ángulo entre 0º y 30º con respecto al plano del sustrato. Vista
oblicua significa una vista no ortogonal.
En el contexto de la presente descripción, un
par de colores geometaméricos se define como dos áreas impresas,
yuxtapuestas o superpuestas, o impresas no lejos una de la otra, que
tienen una apariencia visual similar (estando definida la
apariencia por la tonalidad CIELab, croma y luminosidad) en un
ángulo de visión ortogonal y una apariencia significativamente
diferente en un ángulo de visión rasante.
En el contexto de la presente invención,
"material absorbente espectral selectivo" significa un
material que absorbe la radiación electromagnética solamente en una
región específica del espectro visible.
En el contexto de la presente descripción, se
entenderá negro como el que tiene una luminosidad (L*) menor de 50
unidades y una croma (C*) menor de 15 unidades en el sistema de
color CIELab 1.976 (tal como es caracterizado en un
espectrofotómetro bajo iluminación difusa, excluida la especular y
condiciones de medición de la detección a 8º, tal como se conoce en
la técnica).
El elemento de seguridad de la presente
invención se basa en una combinación de i) un pigmento ópticamente
variable reflector que tiene una variación de color sustancial
dependiente del ángulo de visión, comprendida en un recubrimiento,
y ii) un material absorbente espectral selectivo. Más
particularmente, dicho material absorbente espectral selectivo es
escogido de manera que bloquee sustancialmente los componentes
espectrales visibles reflejados por dicho pigmento ópticamente
variable en incidencia ortogonal. El resultado es una apariencia
negra del elemento de seguridad en vista ortogonal.
Los pigmentos ópticamente variables que tiene
una variación de color sustancial dependiente de la variación de
ángulo son conocidos en la técnica. Dichos pigmentos ópticamente
variables pueden ser escogidos del grupo de pigmentos de
interferencia de película delgada depositados al vacío (por ejemplo
de acuerdo con US 4, 434, 010, US 4, 879, 140), pigmentos de
recubrimiento de capa de interferencia (por ejemplo de acuerdo con
DE 195 25 503, EP 0 338 428), y pigmentos de cristal líquido
colestérico (por ejemplo de acuerdo con DE 195 02 413).
En particular dicho pigmento ópticamente
variable puede ser escogido como un pigmento de interferencia de
capa múltiple que comprende capas reflectante, dieléctrica y
absorbente. Particularmente preferidos son los pigmentos
ópticamente variables que están descritos en por ejemplo US
4,424,010; US 5,084,351; US 4,838,648; US 5,214,530; US 5,281,480;
US 5,383,995; US 5,569,535; o US 5,571,624.
El material absorbente espectral selectivo es un
compuesto o una mezcla de compuestos seleccionados del grupo
consistente de los colorantes orgánicos solubles, los pigmentos
orgánicos insolubles y los pigmentos inorgánicos insolubles. Un
colorante es un colorante que es soluble (por ejemplo disuelto) en
el medio de aplicación, mientras que un pigmento es un colorante
que es insoluble (por ejemplo disperso) en el medio de aplicación.
Los colorantes y pigmentos insolubles son conocidos para los
expertos en la técnica de la fabricación de tintas y pueden
encontrarse en por ejemplo, O Lückert, Pigment + Füllstoff, 5. Ed.,
Laatzen, 1994, la cual se incorpora aquí como referencia.
Un material absorbente adecuado, por ejemplo un
colorante o pigmento absorbente o una mezcla adecuada, se
selecciona de acuerdo con las características de reflexión espectral
del pigmento ópticamente variable. El material absorbente debe
tener características de absorción espectrales que comprendan el
rango espectral de reflexión del pigmento ópticamente variable por
lo menos en el rango visible del espectro, esto es, por lo menos
entre 450 nm y 650 nm como longitud de onda, si es posible, entre
400 nm y 700 nm. Esto significa que, para cada longitud de onda en
este rango, el material absorbente debe tener suficiente absorbancia
de manera que compense la intensidad de luz reflejada por el
pigmento ópticamente variable en esa longitud de onda. Una
absorbancia más alta en partes del espectro puede estar presente y
lo estará en tanto la variación de "blanco a color" del
elemento sea preservada. La única condición es que, a la vista
ortogonal, la intensidad neta de luz reflejada R [l] del elemento
de seguridad en el rango visible del espectro satisface la
condición ya establecida de "negro", esto es, de tener una
luminosidad CIELab (L*) menor de 50 unidades y una croma CIELab
(C*) menor de 15 unidades.
La intensidad de luz reflejada neta R
[\lambda] del elemento de seguridad descrito, como una función de
la longitud de onda \lambda puede describirse de manera
importante en los siguientes términos:
R [\lambda] =
I/I_{D} = a [\lambda] * r [\lambda] * a [\lambda] = a^{2}
[\lambda] * r
[\lambda]
donde
a [\lambda] es la absorbancia del material
absorbente, esto es la atenuación de luz debida a la presencia del
material absorbente por simple paso de la luz a través de la capa
absorbente en la concentración presente. El término a [\lambda]
entra como un cuadrado porque hay dos pasos de luz a través del
absorbente involucrado, uno por la incidencia, y otro después de la
reflectancia.
r [\lambda] es la reflectancia del pigmento
ópticamente variable, esto es, la parte de luz incidente que es
reflejada por el pigmento ópticamente variable.
I_{0} es la intensidad de la luz incidente
I es la intensidad de la luz reflejada.
Todos medidos a la longitud de onda \lambda,
de acuerdo con los métodos conocidos en la técnica.
Dicho material absorbente espectral selectivo
puede aquí ser incorporado en el elemento de seguridad como uno de
los siguientes, i) por lo menos un colorante o pigmento absorbente o
una mezcla de los mismos comprendidos en el recubrimiento que
contiene dicho pigmento ópticamente variable reflectante; ii) un
segundo recubrimiento, aplicado sobre por lo menos una parte del
primer recubrimiento que contiene dicho pigmento ópticamente
variable reflectante, comprendiendo dicho segundo recubrimiento por
lo menos un colorante o pigmento absorbente o una mezcla de los
mismos; iii) una hoja o autoadhesivo que comprende por lo menos un
colorante o pigmento absorbente, o una mezcla de los mismos.
Una ventaja adicional del elemento de seguridad
de acuerdo con la presente invención es su mejor definición, esto
es, que presenta una apariencia negra en un amplio rango de ángulos
de visión alrededor de la ortogonal al plano del elemento, el cual
no es el caso de los elementos de seguridad de la técnica anterior,
los cuales se convierten en negros en visión rasante. Se ha
encontrado que el color de los elementos de interferencia
ópticamente variables no cambian lentamente sino con un ángulo en
una visión casi ortogonal. Es posible entonces compensar
eficientemente los componentes espectrales reflejados por el
pigmento sobre dicho rango bastante amplio de ángulos de
visión.
\newpage
Con referencia a la Fig. 1a, la longitud de onda
de reflexión máxima (\lambda), como una función del ángulo de
incidencia (\theta), de una partícula de pigmento de interferencia
de película delgada, es dado fundamentalmente por la fórmula
[1].
donde:
d = espesor físico de la capa dieléctrica
n_{2} = índice de refracción de la capa
dieléctrica
m = 1, 2, 3, ..... orden de difracción.
La fórmula [1] se obtiene a través de la
combinación de la ley de Bragg 2n_{2}d siguen (\theta) =
m\lambda con la ley de Snell de refracción
n_{1}*Cos
(\theta) = n_{2}* Cos (\theta'), con n_{1} =
1
La Fig. 1b representa la dependencia del ángulo
de visión resultante de la longitud de onda de reflexión máxima (m
= 1) para un dieléctrico escogido (n_{2} = 1.5) de un espesor
escogido (d = 200 nm). Con referencia a la Fig. 1b, se ve
fácilmente que la longitud de onda de máxima reflexión es casi
constante alrededor de la incidencia ortogonal (90º \pm 15º:
\lambda < 10 nm) pero disminuye rápidamente a una incidencia
más baja (75º a 30º: \lambda > 100 nm).
La presente invención toma ventaja ahora por el
hecho antes identificado de que la variación de color de los
pigmentos ópticamente variables permanece dentro de un rango
bastante grande de ángulos de observación alrededor de la
incidencia ortogonal. Por lo tanto es posible absorber
selectivamente dichos componentes espectrales reflejados del
pigmento con la ayuda de materiales absorbentes convenientemente
escogidos, de manera que se produzca una apariencia negra sobre
dicho amplio rango de ángulos de observación.
Dicha producción de una apariencia negra en
visión ortogonal puede en la práctica alcanzarse en una de las
siguientes maneras: i) mediante la adición de un colorante pigmento,
o una mezcla de los mismos particular, a una composición de
recubrimiento con variación de color, tal como una tinta ópticamente
variable (OVI ®) que comprende dicho pigmento ópticamente variable;
ii) sobreimprimiendo/recubriendo un recubrimiento con desviación de
color con una segunda composición de recubrimiento que comprende un
colorante, pigmento o mezcla de los mismos particular; o iii)
aplicando sobre dicho recubrimiento con cambio de color una lámina o
autoadhesivo que comprende un colorante, pigmento o una mezcla de
los mismos particular;
Todo para producir una apariencia negra a través
de la absorción selectiva de los componentes espectrales visibles
reflejados de la luz incidente por parte del dicho material
absorbente en un ángulo de visión ortogonal.
El material absorbente espectral selectivo que
comprende dicho colorante, pigmento o una mezcla de los mismos, es
escogido de tal forma, que su área de absorción espectral coincide
sustancialmente con o comprende, los componentes del espectro
visible que son reflejados por dicho pigmento ópticamente variable
en incidencia ortogonal, de tal manera que la apariencia percibida
es negra cuando el elemento de seguridad es observado con un ángulo
ortogonal.
De acuerdo con la invención, los componentes
espectrales visibles reflejados por el pigmento ópticamente variable
en incidencia ortogonal son por lo tanto bloqueados sustancialmente
por el material absorbente. Bajo una incidencia oblicua, tal como a
45º hasta 70º, sin embargo, las características de reflexión del
pigmento ópticamente variable se desvían hacia longitudes de onda
más cortas (ecuación 1), y dicho material absorbente no absorbe más
todos los componentes espectrales reflejados por el pigmento
variable ópticamente. El elemento de seguridad cambia entonces su
apariencia de blanco a coloreado cambiando el ángulo de visión de
ortogonal a rasante.
El elemento de seguridad de la presente
invención puede, por ejemplo, ser realizado combinando i) un
recubrimiento ópticamente variable verde a magenta, el cual tiene,
en incidencia ortogonal, un pico de máxima reflectancia alrededor
de una longitud de onda de 550 nm, con ii) una concentración
apropiada de colorante magenta, el cual tiene un pico de
absorbancia máxima alrededor de una longitud de onda de 550 nm, Las
características de absorción espectral del colorante magenta
deberían además ser por lo menos tan grande en longitud de onda
como las características de reflexión espectral del pigmento
ópticamente variable, de manera que resulte en una apariencia negra
en visión ortogonal. En vista oblicua, el elemento de seguridad
aparece coloreado de magenta.
\newpage
En otra realización, el mismo recubrimiento
verde a magenta es combinado con una concentración apropiada de un
colorante rojo, el cual tiene una frontera de absorción a una
longitud de onda de alrededor de 600 nm, esto es, que absorbe la
radiación visible con una longitud de onda por debajo de 600 nm. De
nuevo, el elemento de seguridad aparece negro en visión ortogonal
pero cambia a rojo en visión oblicua.
En alguna otra realización, el mismo
recubrimiento verde a magenta es combinado con una concentración
apropiada de un colorante azul, el cual tiene una frontera de
absorción en una longitud de onda de alrededor de 500 nm, esto es,
que absorbe la radiación visible con longitud de onda por encima de
500 nm. El elemento de seguridad, que aparece blanco en vista
ortogonal, cambia ahora a azul en vista oblicua.
Es evidente de la presente descripción que la
persona experimentada puede realizar muchas combinaciones
adicionales de recubrimientos ópticamente variables con colorantes
absorbentes, de tal manera que el elemento de seguridad resultante
aparezca negro en vista ortogonal y coloreado en vista oblicua.
Notablemente, los pigmentos ópticamente variable que tienen
características de reflectancia espectral más complicadas que un
máximo de reflexión simple, por ejemplo, tales como los que tienen
dos o más detales máximo en el rango visible, o que aún no tienen
características de reflexión suave sino más bien acentuadas, pueden
ser usadas también, en conjunción con los materiales absorbentes
que tienen características de absorción adecuadas.
La cantidad respectiva de pigmento ópticamente
variable y de material absorbente son escogidas de acuerdo con el
efecto óptico deseado, dado sin embargo que el cambio de color que
subyace en la presente invención, esto es del blanco en visión
ortogonal a coloreado en visión rasante, permanece observable.
Cantidades típicas que se usan están en el rango de:
5-50% en peso, preferiblemente
10-25% en peso de dicho pigmento ópticamente
variable; y 0.1-20% en peso, preferiblemente
0.2-10% en peso de dicho material absorbente.
Para incrementar adicionalmente la resistencia a
la falsificación del elemento de seguridad aquí descrito, el
recubrimiento de cambio de color y/o dicho segundo recubrimiento y/o
dicha hoja o autoadhesivo puede hacerse para exhibir propiedades
adicionales, tales como luminiscencia, magnetismo, absorción
infrarroja, etc. Esto puede alcanzarse añadiendo por lo menos un
material seleccionado del grupo consistente de materiales
luminiscentes, materiales magnéticos y materiales absorbentes de
infrarrojo, a por lo menos una porción de dicho elemento de
seguridad; esto es, bien a dicho recubrimiento con cambio de color
y/o a dicho segundo recubrimiento y/o a dicha hoja o
autoadhesivo.
Los elementos de seguridad con cambio de color
de acuerdo con la presente invención, que varían de negro a un
color definido, pueden ser combinados entre si, por ejemplo impresos
en yuxtaposición, para crear pares de colores geometaméricos, que
tienen una tonalidad sustancialmente idéntica (negro) bajo ángulo de
visión ortogonal, y dos colores claramente diferentes en vista
rasante.
Otra forma de usar el elemento de seguridad con
cambio de color de la presente invención es aplicarlo cerca a un
elemento que no cambie de color que tenga una apariencia negra u
oscura similar en vista ortogonal, de tal manera que la desviación
de color percibida aparezca incrementada en vista rasante.
Además, el elemento de seguridad de acuerdo con
la invención puede ser combinado con, o aplicado en la forma de,
indicios de cualquier tipo. Dichos indicios pueden aquí ser
producidos a través de impresión, marcación con láser, orientación
magnética, etc.
Los recubrimientos de la invención pueden ser
aplicados utilizando los métodos de impresión en la técnica, tales
como plateado por grabación en acero (intaglio), pantalla de seda,
grabado, offset, impresión tipo gráfica o flexográfica. Para
aplicar una hoja o autoadhesivo pueden usarse los métodos conocidos
en general de estampado en caliente o frío.
Se describe adicionalmente un elemento de
seguridad, que comprende por lo menos un elemento de seguridad de
acuerdo con la presente invención que exhibe una apariencia negra en
visión ortogonal y color en visión oblicua. Dicho documento de
seguridad es seleccionado preferiblemente del grupo de documentos
consistentes de billetes de banco, documentos de valor, derechos de
identidad, etiquetas, identificadores de bienes de marca y
banderolas de impuestos.
Un segundo elemento de seguridad de acuerdo con
la invención puede ser aplicado sobre un mismo documento en
yuxtaposición con dicho elemento de seguridad, cuando dichos dos
elementos de seguridad forman un par de color geometamérico que
exhibe una apariencia negra en ángulo de vista ortogonal y dos
colores diferentes en ángulo rasante.
El documento puede comprender adicionalmente en
la vecindad de dicho elemento de seguridad, un elemento sin cambio
de color que tiene una apariencia negra u oscura similar en vista
ortogonal.
La invención se explica ahora con ayuda de las
figuras y de realizaciones a título de ejemplo.
La Fig. 1a representa esquemáticamente la
reflexión de un haz de luz (B) incidente en un ángulo \theta
sobre la superficie de un pigmento de interferencia de capa delgada
(P). Una primera parte del haz (B1) se refleja en una primera
superficie (1) e interfiere con una segunda parte del haz (B2) que
es reflejada en una segunda superficie/interfaz (2), después de
pasar a través de una capa dieléctrica (3) de espesor físico d e
índice de refracción n_{2}. El índice de refracción (n_{1}) del
medio externo se asume como 1.0 (aire).
La Fig. 1b representa gráficamente las
longitudes de onda calculadas de reflexión máxima (\lambda) como
una función del ángulo de incidencia 8, de acuerdo con la ecuación
[1], asumiendo que n_{2} = 1.5; d = 200 nm y m = 1. La variación
de \lambda es mínima alrededor de la incidencia ortogonal
(\theta = 90º \pm 15º; \lambda < 10 nm) y máxima en
incidencia oblicua (75º > \theta > 30º; \lambda > 100
nm).
La Fig. 2 representa esquemáticamente el
principio del elemento de seguridad de acuerdo con la invención:
- a)
- la curva R_{0} representa los componentes espectrales reflejados del pigmento variable ópticamente (OVP) en visión ortogonal. Las características de absorción a del material absorbente se superponen sustancialmente a las características de reflexión del OVP en la parte visible del espectro (400 nm - 700 nm). La apariencia visual del elemento es negra.
- b)
- La curva Rg representa los componentes espectrales reflejados del OVP en vista rasante. Las partes sustanciales de las características de reflexión Rg caen por fuera de las características de absorción A del material absorbente en la parte visible del espectro. El elemento aparece coloreado.
La Fig. 3 representa esquemáticamente un
elemento de seguridad (2) de acuerdo con la invención, el cual es
aplicado sobre una superficie de un sustrato (1) a través de una
etapa de impresión sencilla. El pigmento ópticamente variable (P) y
el material absorbente (A) están ambos comprendidos en la misma
composición de recubrimiento.
La Fig. 4 representa esquemáticamente un
elemento de seguridad (2) de acuerdo con la invención, donde una
composición de recubrimiento (3) que comprende por lo menos un
pigmento ópticamente variable (P) se aplica sobre una superficie de
un sustrato (1), y se recubre al menos en parte con una segunda
composición de recubrimiento (4) que comprende material absorbente
(A).
La Fig. 5 representa esquemáticamente un
elemento de seguridad (2) de acuerdo con la invención, donde una
composición de recubrimiento (3) que comprende por lo menos un
pigmento ópticamente variable (P) es aplicada sobre una superficie
de un sustrato (1) y recubierta por lo menos en parte con una hoja o
autoadhesivo (5) que comprende un material absorbente (A).
La Fig. 6 ilustra una realización real de la
invención, de acuerdo con el ejemplo 2. Los espectros del pigmento
ópticamente variable, del colorante absorbente, y del elemento de
seguridad resultante con cambio de blanco a rojo, fueron medidos
con un espectrómetro de ángulo múltiple.
- a)
- muestra el espectro de reflexión registrado en un ángulo de iluminación de 22.5º, con respecto a la normal (ortogonal) de la superficie versus un ángulo de detección de 0º, esto es, perpendicular a la superficie. La línea resaltada representa el espectro de reflexión de la combinación del pigmento con cambio de color y el material absorbente espectral selectivo (en este caso 7% de una mezcla de colorante que comprende C.I.: Solvente Rojo 92 y Solvente Amarillo 79). El dicho espectro de reflexión es un mínimo plano en el espectro visible completo de 400 a 650 nm, y el elemento de seguridad aparece negro.
- b)
- muestra el espectro de reflexión registrado en un ángulo de iluminación de 45º contra un ángulo de detección de 67.5º, ambos con respecto a la normal (ortogonal) de la superficie. La línea resaltada representa el espectro de reflexión de la combinación del pigmento con cambio de color y de la mezcla de dicho colorante. Una reflexión máxima aparece a 640 nm, esto es, el elemento de seguridad aparece rojo.
La impresión visual global del elemento de
seguridad es así un cambio de negro en visión ortogonal a color
rojo en visión oblicua.
Con referencia a la Fig. 3, en una primera
realización del elemento de seguridad (2), un material absorbente
(A), tal como un colorante o un pigmento o una mezcla de los mismos
se mezcla con una composición de recubrimiento o cambio de color, y
la composición resultante es aplicada sobre la superficie de un
sustrato (1). El material absorbente (A) se escoge aquí de manera
que absorba sustancialmente toda la luz visible que es reflejada por
el pigmento con cambio de color (P) en incidencia ortogonal, y así
el elemento de seguridad (2) aparece negro cuando se observa en un
ángulo ortogonal.
Con referencia a la Fig. 4, en una segunda
realización del elemento de seguridad (2), se aplica una primera
composición, con cambio de color, (3) a la superficie de un sustrato
(1), y dicha composición de recubrimiento con cambio de color (3)
es recubierta subsecuentemente por lo menos en parte con una segunda
composición de recubrimiento (4) que comprende un material
absorbente (A), tal como un colorante, pigmento o una mezcla de los
mismos. Dicho material absorbente (A) se escoge aquí de tal manera
que absorba sustancialmente toda la luz visible y que es reflejada
desde el pigmento con cambio de color (P) y diferencia ortogonal, y
así el elemento de seguridad (2) aparece negro cuando se observa
con un ángulo ortogonal.
En referencia a la Fig. 5, en una tercera
realización del elemento de seguridad (2), se aplica una primera
composición de recubrimiento, con cambio de color (3) a un sustrato
(1), donde dicha primera composición de recubrimiento con cambio de
color (3) es subsecuentemente recubierta por lo menos en parte con
una hoja o autoadhesivo (5) que comprende un material absorbente
(Ä) tal como un colorante, pigmento o mezcla de los mismos. Dicho
material absorbente está comprendido por lo tanto bien en el cuerpo
(5a) de dicha hoja o autoadhesivo, o en una capa de recubrimiento
(goma) (5b) aplicada a dicha lámina o autoadhesivo, o en ambas.
Dicho recubrimiento (goma) sirve para fijar dicha hoja o
autoadhesivo a dicho sustrato que lleva dicho pigmento variable.
Dicho material absorbente (A) es escogido aquí de manera que absorba
sustancialmente toda la luz visible que es reflejada por el
pigmento de cambio de color (P) en incidencia ortogonal, y así el
elemento de seguridad (2) aparece negro cuando se observa en ángulo
ortogonal.
El elemento de seguridad de la primera
realización (ejemplo1) con referencia a la Fig. 3, es producido por
impresión de screen. La tinta ópticamente variable comprende un
pigmento ópticamente variable en el rango de 5 a 50% en peso,
preferiblemente 10 a 25% en peso. La tinta ópticamente variable es
medida con un material absorbente tal como un colorante o un
pigmento o una mezcla de los mismos, en el rango de 0.1 a 20% en
peso, preferiblemente de 0,2 a 10% en peso.
El elemento de seguridad de una forma
alternativa de la primera realización, (ejemplos 2, 3) con
referencia a la Fig. 3 es producido por impresión al grabado. La
tinta ópticamente variable comprende pigmentos variables
ópticamente en el rango de 5 a 50% en peso, preferiblemente 25% en
peso. La tinta ópticamente variable es mezclada con un material
absorbente tal como un colorante o pigmento o una mezcla de los
mismos en un rango de 0.1 a 20% en peso, preferiblemente de 0,2 a
10% en peso.
Ejemplo
1G
Una composición de tinta para pantalla de seda
con base en un solvente provee un elemento de seguridad con un
cambio de color de blanco a rojo.
La viscosidad fue ajustada utilizando una mezcla
de dietil cetona y etil diglicol de manera que se alcanza un valor
de 500 a 1000 mPa*s a 25ºC. La tinta fue aplicada con una barra de
recubrimiento, permitiendo que se depositara una película teórica
de 24 \mum sobre el papel recubierto, y se seco con aire seco.
\vskip1.000000\baselineskip
Una composición de tinta para impresión por
grabado que provee un elemento de seguridad con un cambio de color
de negro a rojo.
La viscosidad fue ajustada utilizando una mezcla
de etanol y acetato de etilo, de manera que alcanzara un valor de
20 a 40 s cuando se medía con una copa DIN 4 a 25ºC. La tinta fue
aplicada con una barra de recubrimiento, dejando un depósito de una
película húmeda teórica de 24 \mum sobre papel recubierto, y se
secó con aire caliente.
\vskip1.000000\baselineskip
Una composición de tinta para impresión por
grabado que proporciona un alimento de seguridad con un cambio de
color de negro a verde
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La viscosidad fue utilizada usando una mezcla de
etanol y acetato de etilo, de manera que se alcanzó un valor de 20
a 40 s medido con una copa DIN 4 a 25ºC. La tinta fue aplicada con
una barra de recubrimiento, dejando un depósito de película húmeda
teórica de 24 \mum sobre papel recubierto, y se secó con aire
caliente.
\vskip1.000000\baselineskip
Una composición de tinta para impresión Intaglio
que proporciona un elemento de seguridad con un cambio de color de
negro a verde.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La viscosidad fue ajustada utilizando solvente
de tinta 29/27 (Shell) de manera que se alcanzó un valor de 6.5 a
9.5 Pa*s a 40ºC. La tinta fue aplicada con una prensa de prueba de
laboratorio Ormag sobre papel de seguridad, y se secó por
oxipolimerización a temperatura ambiente (3 días).
\newpage
Composiciones de tinta para impresión por
grabado que proporciona un elemento de seguridad con un cambio de
color de negro a dorado, donde la segunda composición de tinta es
sobreimpresa sobre la primera.
Composición de la primera
tinta
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Composición de la segunda
tinta
Las viscosidades fueron ajustadas utilizando una
mezcla de etanol y acetato de etilo, hasta alcanzar un valor de 20
a 40 s medido con una copa DIN 4 a 25ºC. Las tintas fueron aplicadas
sucesivamente con una barra de recubrimiento, dejando un depósito
teórico de película húmeda cada vez de 24 \mum sobre el papel
recubierto, y se secaron cada vez con aire caliente.
Claims (13)
1. Elemento de seguridad (2) para un billete de
banco, un documento de valor, derecho o identidad, un tiquete, una
etiqueta, un identificador de un artículo de marca, o una banderola
de impuesto, que comprende la combinación
- i)
- un recubrimiento que contiene por lo menos un pigmento ópticamente variable (P) que tiene una variación de color dependiente del ángulo de visión, seleccionado del grupo consistente de los pigmentos de interferencia de capa delgada depositados al vacío, las partículas recubiertas de la capa de interferencia y pigmentos de cristal líquido colestérico,
- ii)
- por lo menos un material absorbente espectral selectivo (A) que tiene las propiedades de absorción espectral de bloquear los componentes espectrales visibles reflejados por dicho pigmento ópticamente variable en incidencia ortogonal,
De manera que el elemento de seguridad exhibe
una apariencia negra cuando se observa en ángulo ortogonal, y una
apariencia coloreada cuando se observa en ángulo rasante.
2. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la
reivindicación 1, donde dicho pigmento variable ópticamente (P) es
un pigmento de interferencia de capa múltiple que comprende capas
reflectante, dieléctrica y absorbente.
3. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con la
reivindicación 1 o 2, donde dicho material absorbente espectral
selectivo (A) es un compuesto o una mezcla de compuestos
seleccionados del grupo consistente de colorantes orgánicos
solubles, pigmentos orgánicos insolubles y pigmentos inorgánicos
insolubles.
4. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el material
absorbente espectral selectivo (A) está comprendido en el
recubrimiento que contiene el pigmento ópticamente variable
(P).
5. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el material
absorbente espectral selectivo (A) está comprendido en una
composición de recubrimiento aplicada encima de por lo menos una
parte del recubrimiento que contiene el pigmento ópticamente
variable.
6. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el material
absorbente espectral selectivo está comprendido en una hoja o
autoadhesivo aplicado encima de la al menos una parte del
recubrimiento que contiene el pigmento ópticamente variable.
7. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende
adicionalmente al menos un material seleccionado del grupo
consistente de materiales luminiscentes, materiales magnéticos, y
materiales absorbentes de infrarrojo.
8. Elemento de seguridad (2) de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende
adicionalmente indicios.
9. Documento de seguridad (2), que comprende por
lo menos un elemento de seguridad de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8.
10. Elemento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 9, donde dicho documento de seguridad es seleccionado
del grupo de documentos consistentes de billetes de banco,
documentos de valor, derecho o identidad, etiquetas,
identificadores de productos de marca, y banderolas de
impuestos.
11. Elemento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 9 o 10, que comprende adicionalmente un segundo
elemento de seguridad de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 en yuxtaposición a dicho elemento de
seguridad (2), donde dichos dos elementos de seguridad forman un par
de color geometámerico que exhibe una apariencia negra en ángulo
ortogonal de vista y dos colores diferentes en visión rasante.
12. Elemento de seguridad de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende
adicionalmente, en la vecindad de dicho elemento de seguridad (2),
un elemento no cambiante de color que tiene una apariencia similar
negra u oscura en vista ortogonal.
13. Uso de un elemento de seguridad (2) de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como una
protección contra falsificación y reproducción ilegal, sobre un
billete de banco, un documento de valor, derecho o identidad, una
etiqueta, un identificador de productos de marca o una banderola de
impuestos.
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