ES2338675T3 - Elemento de seguridad metalizado. - Google Patents
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Abstract
Elemento de seguridad (11) en forma de un cuerpo de lámina multicapa con una capa de barniz de replicación (22), donde en un plano abarcado por los ejes de coordenadas x e y en la capa de barniz de replicación (22) se conforma una primera estructura de relieve (25) en una primera zona del elemento de seguridad y sobre la capa de barniz de replicación (22) en la primera zona del elemento de seguridad (11) y en una segunda zona adyacente del elemento de seguridad (11) se aplica una capa metálica (23) con una densidad superficial constante con respecto al plano abarcado por los ejes de coordenadas x e y, caracterizado por que la primera estructura de relieve (25) es una estructura difractiva con una relación de profundidad a anchura de los elementos estructurales individuales de > 0,5 y por que la capa metálica (23) esta configurada con un grosor de capa nominal t0, con el que la transparencia de la capa metálica (23) por la primera estructura de relieve (25) en la primera zona está aumentada con respecto a la transparencia de la capa metálica (23) en la segunda zona.
Description
Elemento de seguridad metalizado.
La invención se refiere a un elemento de
seguridad en forma de un cuerpo de lámina multicapa, que presenta
una capa de barniz de replicación y una capa metálica dispuesta
sobre la misma y en el que se conforma una estructura de relieve en
la capa de barniz de replicación. La invención se refiere además a
un documento de seguridad con un elemento de seguridad de este tipo
así como a un método para la producción de un elemento de seguridad
de este tipo.
Los elementos de seguridad ópticos se usan con
frecuencia para dificultar y, si es posible, evitar el copiado y el
mal uso de documentos o productos. De este modo, los elementos de
seguridad ópticos se usan con frecuencia para la protección de
documentos, de billetes de banco, de tarjetas de crédito, monederos
electrónicos y similares. A este respecto es conocido el uso de
elementos ópticamente variables, que no se pueden duplicar con
métodos convencionales de copiado. También se conoce cómo dotar a
los elementos de seguridad de una capa metálica estructurada, que
está configurada en forma de un texto, logotipo u otro tipo de
patrón.
La generación de una capa metálica estructurada
a partir de una capa metálica aplicada, a modo de ejemplo, de
manera plana por bombardeo iónico, requiere una pluralidad de
procesos, particularmente cuando se tienen que generar estructuras
finas que presentan una elevada seguridad contra falsificación. De
esta manera se conoce, a modo de ejemplo, cómo desmetalizar
parcialmente y, por tanto, estructurar una capa metálica aplicada
sobre toda la superficie por decapado positivo/negativo o por
ablación con láser. Como alternativa, es posible aplicar capas
metálicas mediante el uso de máscaras de vaporización en forma ya
estructurada sobre un soporte.
Cuantas más etapas de fabricación estén
previstas para la producción del elemento de seguridad, mayor
importancia tiene la coincidencia de las etapas individuales del
método.
De esta manera, por ejemplo, el documento GB 2
136 352 A describe un método de producción para la producción de
una lámina de sellado equipada con un holograma como característica
de seguridad. Para esto, después del gofrado de una estructura de
relieve difractiva, se metaliza una lámina de plástico sobre toda la
superficie y después se desmetaliza con precisión de posición por
zonas con respecto a la estructura de relieve difractiva
gofrada.
El documento
EP-A-758587 también se considera el
estado de la técnica más próximo con respecto a la invención.
Ahora, la invención tiene el objetivo de mejorar la producción de un
elemento de seguridad óptico, que presenta una capa superficial
metálica estructurada, e indicar un elemento de seguridad óptico
mejorado con una capa superficial metálica de este tipo.
El objetivo de la invención se resuelve por un
elemento de seguridad en forma de un cuerpo de lámina multicapa,
que presenta una capa de barniz de replicación, donde en un plano
abarcado por los ejes de coordenadas x e y se conforma en la capa
de barniz de replicación una primera estructura de relieve en una
primera zona del elemento de seguridad y sobre la capa de barniz de
replicación en la primera zona del elemento de seguridad y en una
segunda zona adyacente del elemento de seguridad se aplica una capa
metálica con una densidad superficial constante con respecto al
plano abarcado por los ejes de coordenadas x e y, donde la primera
estructura de relieve es una estructura difractiva con una relación
de profundidad a anchura de los elementos estructurales
individuales de >0,5 y por que la capa metálica está configurada
con un grosor de capa nominal t_{0}, en la que la transparencia
de la capa metálica está aumentada por la primera estructura de
relieve en la primera zona con respecto a la transparencia de la
capa metálica en la segunda zona.
La invención se resuelve además por un método
para la producción de un elemento de seguridad en forma de un
cuerpo de lámina multicapa, en el que se conforma en una capa de
barniz de replicación del cuerpo de lámina multicapa en una primera
zona del elemento de seguridad una primera estructura de relieve y
sobre la capa de barniz de replicación en la primera zona del
elemento de seguridad y en una segunda zona adyacente del elemento
de seguridad se aplica una capa metálica con una densidad
superficial constante con respecto al plano abarcado por la capa de
barniz de replicación, de tal forma que la primera estructura de
relieve se conforma como una estructura difractiva con una relación
de profundidad a anchura de los elementos estructurales individuales
de >0,5 y la capa metálica se aplica con una densidad
superficial con respecto al plano abarcado por la capa de barniz de
replicación y se configura con un grosor de capa nominal t_{0}, de
tal forma que la transparencia de la capa metálica aumenta por la
primera estructura de relieve en la primera zona con respecto a la
transparencia de la capa metálica en la segunda zona.
A este respecto, la transparencia en la primera
zona está visiblemente aumentada particularmente para el ojo humano,
sin embargo, también puede existir una mayor transparencia
detectable solamente mediante sistemas de medición ópticos
mecánicos.
Mediante la invención se abarata la producción
de elementos de seguridad, en los que la capa metálica no debe
proporcionarse en toda la superficie, sino solamente en una zona de
patrón. De hecho, la invención prevé un depósito uniforme y sobre
toda la superficie de metal para la formación de la capa metálica
sobre la capa de barniz de replicación, donde la capa metálica se
configura, debido a la primera estructura de relieve en la primera
zona, tan delgada, que en ese lugar tiene un aspecto más
transparente o parece no estar presente. Los procesos necesarios
hasta ahora para la estructuración de una capa metálica aplicada
sobre la estructura de relieve se omiten en el método de acuerdo
con la invención. Mediante la invención, se ahorran durante la
producción de tales elementos de seguridad etapas del método
costosas y contaminantes, a modo de ejemplo, procesos de impresión,
decapado y separación y se aumenta significativamente la
coincidencia.
Mediante el método de acuerdo con la invención
son posibles resoluciones muy altas. La resolución que se puede
obtener es mejor en un factor 1000 que las resoluciones que se
pueden obtener mediante otros métodos. Debido a que la anchura de
los elementos estructurales de la primera estructura de relieve se
puede situar en el intervalo de la longitud de onda de la luz
visible, sin embargo, también por debajo, se pueden configurar
zonas de patrón metalizadas con contornos muy finos. De este modo,
también se consiguen a este respecto grandes ventajas en relación a
los métodos usados hasta ahora y con la invención es posible
producir elementos de seguridad con una mayor seguridad contra
copias y falsificaciones que hasta ahora.
La invención parte de un enfoque heurístico de
ampliar claramente la superficie de una estructura por separación
en elementos estructurales muy finos y configurar en esta zona una
capa metálica aplicada de manera plana tan delgada que parezca
transparente o más transparente. La superficie está formada a este
respecto por una pluralidad de elementos estructurales con una alta
relación de profundidad a anchura. Por la relación de profundidad a
anchura se entiende a este respecto la relación entre una anchura
media h de dos elementos estructurales adyacentes o una profundidad
de perfil media y una separación d de dos elementos estructurales
adyacentes o una separación periódica. La capa metálica se deposita
a este respecto perpendicularmente sobre el plano abarcado por la
capa de barniz de replicación con un grosor t, donde el grosor
eficaz de la capa metálica sobre la superficie de la capa de barniz
de replicación es menor cuanto mayor sea la superficie eficaz de la
zona, es decir, cuanto mayor sea la relación de profundidad a
anchura de la estructura de relieve de la zona sobre la que se
deposita el metal. Una capa metálica delgada de este tipo puede
tener un aspecto transparente o semitransparente, pudiéndose
explicar este efecto de manera heurística.
La superficie eficaz S en una zona R, cuya
profundidad de estructura se determina por la función z = f (x,y),
se puede describir mediante la siguiente ecuación:
Una red cruzada con periodos d_{x} en
dirección x y d_{y} en dirección y, donde x e y son ejes
ortogonales, y una profundidad de perfil h, se puede describir a
modo de ejemplo mediante la siguiente función:
Cuando los periodos x e y son idénticos, es
decir, d_{x} =d_{y}=d, se obtienen a partir de esto los
siguientes cocientes diferenciales parciales:
La superficie eficaz, por tanto, se determina
mediante la siguiente ecuación:
Esta ecuación no se puede resolver
analíticamente de un modo sencillo. Por la solución numérica de esta
ecuación, sin embargo, se comprobó sorprendentemente que con una
capa metálica aplicada sobre la red cruzada con un grosor nominal
t_{0} que está configurada con el grosor t, la relación de grosor
\varepsilon = t_{0}/t aumenta significativamente cuando la
relación de profundidad a anchura h/d de la estructura de relieve de
la red cruzada es >1. Por la estructura de relieve, de hecho, el
grosor t de la capa metálica disminuye claramente con respecto al
grosor nominal t_{0} (grosor en zonas "planas"). A modo de
ejemplo, con h=2d, es decir, cuando la profundidad de perfil es dos
veces el periodo de red d, la relación de grosor es \varepsilon =
3,5. Con una estructura de relieve con una relación de profundidad a
anchura h/d = 2, por tanto, el grosor t de la capa metálica ya
solamente asciende a 0,3 t_{0}, es decir, la capa metálica en esta
zona solamente es un tercio de gruesa como en una zona plana.
Una red de líneas con un periodo d y una
profundidad de perfil h se puede describir mediante la siguiente
ecuación:
A partir de esto se obtienen los siguientes
cocientes diferenciales parciales:
La superficie eficaz, por tanto, se puede
describir mediante la siguiente ecuación:
E (\alpha) representa en este caso toda la
integral elíptica de segundo orden.
También en este caso, las soluciones numéricas
de esta ecuación han mostrado sorprendentemente que la relación de
grosor \varepsilon aumenta significativamente cuando la relación
de profundidad a anchura h/d > 1.
Sorprendentemente, en este documento se ha
mostrado que con una relación de profundidad a anchura igual, el
aumento de la relación de grosor \varepsilon en la red lineal es
mayor que en la red cruzada considerada anteriormente.
Por tanto, puede estar previsto configurar la
estructura de relieve como red cruzada o como red lineal, es decir,
configurar la estructura de relieve con una función matemática con
un recorrido periódico, a modo de ejemplo, con un desarrollo de
cuadrado de seno.
Sin embargo, también puede estar previsto
configurar la estructura de relieve con un recorrido periódico
estocástico, pudiéndose configurar un desarrollo de este tipo en
dirección x o en dirección y o en dirección x y en dirección y.
También es posible obtener la transparencia de
la capa metálica mediante estructuras de relieve, que presentan un
perfil superficial complejo con elevaciones o cavidades con
diferente altura. En el caso de tales perfiles superficiales
también puede tratarse de perfiles superficiales estocásticos. A
este respecto, la transparencia se consigue generalmente cuando la
separación media de elementos estructurales adyacentes es menor que
la profundidad de perfil media de la estructura de relieve y los
elementos estructurales adyacentes están separados menos de 200
\mum entre sí. Preferiblemente, a este respecto, la separación
media de elevaciones adyacentes se selecciona menor de 30 \mum,
de tal forma que en el caso de la estructura de relieve se trata de
una estructura de relieve difractiva especial.
Se indican configuraciones ventajosas de la
invención en las reivindicaciones dependientes.
Ventajosamente, el grosor nominal t_{0} de la
capa metálica está configurado de tal manera que, por un lado, se
presenta una transparencia suficiente de la capa metálica en las
zonas con alta relación de profundidad a anchura con seguridad, y
por otro lado, que la capa metálica, caracterizada por su grosor
nominal t_{0}, tiene un aspecto opaco o sobre todo opaco. Un
observador típicamente ya percibe una zona como opaca o como
completamente reflectante cuando se refleja el 85% de la luz
incidente y ya percibe una zona como transparente cuando se refleja
menos del 20% de la luz incidente y se deja pasar más del 60%. Estos
valores pueden variar dependiendo del fondo, de la iluminación,
etc. A este respecto, la absorción de la luz en la capa metálica
desempeña una función importante. A modo de ejemplo, el cromo
refleja considerablemente menos en ciertas circunstancias.
A este respecto, el grosor t, que se configura
sobre un elemento estructural, se tiene que entender como un valor
medio, ya que el grosor t se configura dependiendo del ángulo de
inclinación de la superficie de la estructura de relieve con
respecto a la horizontal. Este ángulo de inclinación se puede
describir matemáticamente por la primera derivada de la función de
la estructura de relieve.
Cuando el ángulo de inclinación local de la
estructura de relieve es igual a cero, es decir, cuando la
estructura de relieve está configurada como una zona plana, cuyo
sentido de extensión está configurado perpendicularmente con
respecto al sentido de aplicación de la capa metálica, la capa
metálica se deposita con el grosor nominal t_{0.} Cuando la
magnitud del ángulo de inclinación local de la estructura de relieve
es mayor de cero, la capa metálica se deposita con el grosor t
menor con respecto al grosor nominal t_{0}.
Durante la producción de zonas transparentes es
importante conocer y elegir de forma apropiada los parámetros
individuales en sus dependencias. Para esto pueden servir todo
cálculos exactos del comportamiento de refracción de las
estructuras, que deben incluir la dispersión.
Preferiblemente, puede estar previsto aplicar la
capa metálica con tal densidad superficial sobre la capa de barniz
de replicación, que se corresponda a una aplicación de la capa
metálica sobre una superficie plana con una relación de profundidad
a anchura igual a cero con un grado de reflexión de la capa metálica
del 85% al 95% del grado de reflexión máximo que se puede
conseguir. A este respecto, el grado de reflexión máximo que se
puede conseguir depende del tipo de metal. Las capas metálicas de
plata y oro tienen un grado de reflexión máximo muy alto, pero
también el cobre es bastante adecuado.
Como se ha mostrado, particularmente el grado de
transparencia de la capa metálica depende, además de la relación de
profundidad a anchura de la estructura de relieve, de la
polarización de la luz irradiada. Puede estar previsto utilizar este
efecto para características de seguridad secundarias.
Además, se ha mostrado que el grado de
transparencia y/o el grado de reflexión de la capa metálica dependen
de la longitud de onda. De este modo, por tanto, durante la
irradiación con luz policromática, a modo de ejemplo, con luz
diurna, se pueden observar efectos de color. Puede estar previsto
utilizar estos efectos de color como una característica de seguridad
secundaria adicional.
Puede estar previsto que se conforme en la
segunda zona de la capa de barniz de replicación una segunda
estructura de relieve difractiva, donde la segunda estructura de
relieve está configurada con una relación de profundidad a anchura
<0,2 y, de este modo, está configurada esencialmente de forma no
translúcida.
También puede estar previsto que la segunda
estructura de relieve presente una relación de profundidad
anchura
< 1. De este modo puede estar previsto que la primera y segunda estructura de relieve formen una zona ópticamente coherente, en la que se puede configurar un grado de transparencia entre el 0 y el 100%. Una zona de este tipo puede estar prevista, a modo de ejemplo, para configurar un denominado efecto de iluminación para estructuras dispuestas debajo de esta zona. De esta manera, se puede configurar, a modo de ejemplo, una fotografía de pasaporte de un documento
de seguridad con un borde sin contorno. Un efecto de este tipo puede ser una característica de seguridad adicional.
< 1. De este modo puede estar previsto que la primera y segunda estructura de relieve formen una zona ópticamente coherente, en la que se puede configurar un grado de transparencia entre el 0 y el 100%. Una zona de este tipo puede estar prevista, a modo de ejemplo, para configurar un denominado efecto de iluminación para estructuras dispuestas debajo de esta zona. De esta manera, se puede configurar, a modo de ejemplo, una fotografía de pasaporte de un documento
de seguridad con un borde sin contorno. Un efecto de este tipo puede ser una característica de seguridad adicional.
Puede estar previsto que la primera zona forme
una zona de patrón translúcida configurada con forma de un logotipo
o de un texto con una alta relación de profundidad a anchura, siendo
visible una zona de fondo dispuesta debajo de la zona. Sin embargo,
también puede estar previsto que la segunda zona forme una zona de
patrón configurada con forma de un logotipo o de un texto con una
baja relación de profundidad a anchura de tal forma que la zona esté
configurada no translúcida o brillante de forma metálica delante de
la zona de fondo.
Además es posible que la segunda zona se
extienda como un patrón de líneas fino, a modo de ejemplo, un
guilloquis. La ventaja particular del uso de la presente invención
a este respecto es que este patrón de líneas fino puede ser
particularmente filigrana y se puede situar en el registro con todas
las características de seguridad difractivas. A modo de ejemplo, en
la primera zona se configura una estructura de relieve con una alta
relación de profundidad a anchura y en la segunda zona se configura
una estructura de relieve con una baja relación de profundidad a
anchura, que forma las líneas de filigrana del guilloquis.
Por la utilización de la invención es posible
variar la relación de profundidad a anchura de la primera estructura
de relieve y/o de la segunda estructura de relieve en dirección x
y/o en dirección y de forma discreta o continua.
Ventajosamente puede estar previsto configurar
de este modo elementos de retícula con diferente transparencia o
con diferente opacidad. Con ayuda de tales elementos de retícula,
cuyas dimensiones son ventajosamente menores que la resolución del
ojo humano, se puede generar cualquier tipo de representación de
imagen.
Puede estar previsto configurar solamente dos
tipos de elementos de retícula, de hecho, elementos de retícula
transparentes y elementos de retícula opacos. De este modo se pueden
generar imágenes monocromáticas a modo de una imagen de rayas.
Sin embargo, también puede estar previsto
configurar puntos de imagen con elementos de retícula, cuyo valor
de gris se determina por la relación superficial entre elementos de
retícula transparentes y opacos. De este modo, a partir de los
puntos de imagen se pueden generar imágenes en blanco y negro.
También puede estar previsto generar elementos
de retícula graduados en escalas de grises determinando la relación
de profundidad a anchura de la estructura de relieve el valor de
gris del elemento de retícula. De este modo se pueden reproducir, a
modo de ejemplo, imágenes en escala de grises informáticas
monocromáticas con ocho bits de resolución.
Las ventajas particulares de la generación de
tales imágenes según el método de acuerdo con la invención consisten
en que se puede configurar una reticulación particularmente fina,
que sea suficiente para los altos requisitos y que la imagen se
puede situar en registro con todas las características de seguridad
difractivas. A este respecto, la separación de retícula se puede
configurar por debajo de la resolución del ojo humano. La dimensión
de las zonas individuales de retícula asciende a este respecto
preferiblemente a menos de 300 \mum, de forma preferida
aproximadamente 50 \mum.
Sin embargo, también puede estar previsto que la
primera y/o la segunda estructura de relieve esté formada por una
superposición de una estructura de envuelta y una estructura
difractiva con una alta relación de profundidad a anchura. A este
respecto puede estar previsto que la estructura de envuelta sea una
estructura con actividad óptica de difracción, particularmente una
estructura de relieve que genera un holograma. Sin embargo, también
puede estar previsto que la estructura de envuelta sea una
macroestructura o una estructura mate. De este modo se consigue sin
una complejidad tecnológica adicional una alta coincidencia, ya que
las zonas cubiertas por las primeras y/o segundas estructuras de
relieve están formadas por una estructura de relieve común
resultante. Los procesos necesarios hasta ahora para la
estructuración de una capa metálica aplicada sobre la estructura de
relieve se omiten en el método de acuerdo con la invención.
Ventajosamente, el cuerpo de lámina multicapa
del elemento de seguridad de acuerdo con la invención se puede
configurar como una lámina de transferencia, particularmente una
lámina de gofrado en caliente. De este modo se puede proveer a un
documento de seguridad, particularmente un billete de banco o un
pasaporte, de forma conocida, es decir, con las máquinas y los
dispositivos existentes, del elemento de seguridad de acuerdo con la
invención.
Ventajosamente está previsto aplicar la capa
metálica por bombardeo iónico sobre la capa de barniz de replicación
del elemento de seguridad de acuerdo con la invención. De este
modo, se puede usar un método conocido para la producción de la
capa metálica. Preferiblemente está previsto que se deposite un
metal para la formación de la capa metálica en tal densidad
superficial sobre el plano abarcado por la capa de barniz de
replicación, que se corresponde a una aplicación de la capa
metálica sobre una superficie plana dispuesta perpendicularmente
con respecto al sentido de depósito con una relación de profundidad
a anchura igual a cero con un grado de reflexión de la capa
metálica del 85% al 95% del grado máximo de reflexión de una capa
metálica ópticamente no translucida del metal. A este respecto
puede estar previsto configurar la capa metálica solamente a partir
de un único metal o, sin embargo, de una aleación de metales.
Ventajosamente puede estar previsto que las
estructuras de relieve se conformen mediante replicación UV en la
capa de barniz de replicación. De esta manera se pueden producir
estructuras de relieve con una alta relación de profundidad a
anchura de forma particularmente sencilla y económica.
Una característica de seguridad producida con el
método de acuerdo con la invención se puede imitar con métodos
convencionales solamente de forma muy difícil sobre una capa de
replicación provista de una estructura difractiva, ya que una
aplicación o una retirada con coincidencia de una capa metálica
plantea necesidades tecnológicas muy altas.
Por estas variantes o una combinación de estas
variantes es posible realizar elementos de seguridad complejos y
ópticamente agradables basándose en el concepto básico de la
invención.
A continuación se ilustra a modo de ejemplo la
invención mediante varios ejemplos de realización con ayuda de los
dibujos adjuntos.
Se muestra
En la Fig. 1, una representación esquemática de
un elemento de seguridad de acuerdo con la invención;
En la Fig. 2, una representación espacial
esquemática de una estructura de relieve de una red cruzada;
En la Fig. 3, una representación espacial
esquemática de una estructura de relieve de una red lineal;
En la Fig. 4, una represtación gráfica de la
conexión entre la relación de profundidad a anchura h/d y la
relación de grosor \varepsilon para la estructura de relieve en la
Fig. 2;
En la Fig. 5, una representación gráfica de la
conexión entre la relación de profundidad a anchura h/d y la
relación de grosor \varepsilon para la estructura de relieve en la
Fig. 3;
En la Fig. 6, una representación esquemática del
corte de una estructura de relieve de acuerdo con la invención;
En la Fig. 7a y Fig. 7b, una representación
gráfica de la relación entre el grosor t de una capa metálica y el
grado de reflexión R para diferentes metales;
En la Fig. 8a a la Fig. 8b, representaciones
esquemáticas del corte de una estructura de relieve de acuerdo con
la invención con diferente relación de profundidad a anchura;
En la Fig. 9a, una representación gráfica de la
relación entre el grado de transparencia T o el grado de reflexión R
dependiendo de la profundidad h para una primera red lineal
metalizada con iluminación con luz polarizada;
En la Fig. 9b, una representación gráfica de la
relación entre el grado de transparencia T dependiendo de la
profundidad h para la red lineal en la Fig. 9a con iluminación con
luz no polarizada;
En la Fig. 9c, una representación gráfica de la
relación entre el grado de transparencia T dependiendo de la
longitud de onda \lambda de la luz para una segunda red lineal
metalizada con una relación de profundidad a anchura h/d = 1;
En la Fig. 9d, una representación gráfica de la
relación entre el grado de transparencia T dependiendo de la
longitud de onda \lambda de la luz para la red lineal metalizada
en la Fig. 9c con una relación de profundidad a anchura h/d =
0,67;
En la Fig. 9e, una representación gráfica de la
relación entre el grado de transparencia T dependiendo de la
longitud de onda \lambda de la luz para la red lineal metalizada
en la Fig. 9c con una relación de profundidad a anchura h/d =
0,33;
En la Fig. 10a a la Fig. 10c, una representación
gráfica de la relación entre el grado de transparencia T o el grado
de reflexión R dependiendo de la longitud de onda \lambda para una
tercera red lineal metalizada con iluminación con diferentes ángulos
de iluminación;
En la Fig. 11, una representación esquemática
del ajuste de transparencia diferente por reticulación
superficial;
En la Fig. 12, una representación gráfica de la
relación entre el grado de transparencia T y la relación de
profundidad a anchura de un ejemplo de realización de una capa
metálica;
En la Fig. 13, una representación esquemática de
un documento de seguridad con el elemento de seguridad de acuerdo
con la invención según la Fig. 1;
En la Fig. 14, una representación esquemática de
un segundo ejemplo de realización de un elemento de seguridad de
acuerdo con la invención;
En la Fig. 15, una representación esquemática de
un segundo ejemplo de realización de un documento de seguridad con
el elemento de seguridad de acuerdo con la invención según la Fig.
13;
En la Fig. 16, una representación de imagen de
una vista superior sobre un documento de seguridad con un elemento
de seguridad de acuerdo con la invención;
En la Fig. 17, una representación de imagen del
guilloquis del elemento de seguridad según la Fig. 15.
La Fig. 1 muestra un elemento de seguridad 11 en
forma de un cuerpo de lámina multicapa, que presenta una lámina de
soporte 10; una capa de desprendimiento 20, una capa de barniz de
protección 21, una capa de barniz de replicación 22 con estructuras
de relieve 25 y 26, una capa metálica 23 externa dispuesta sobre las
estructuras de relieve 25 y 26 y una capa adhesiva 24. La
estructura de relieve 26 está configurada como estructura de
relieve
plana.
plana.
En el caso del elemento de seguridad 11 se trata
de una lámina de gofrado, particularmente de una lámina de gofrado
en caliente. Sin embargo, también es posible configurar el elemento
de seguridad 11 como lámina laminada o lámina adhesiva.
La capa de soporte 10 consiste, a modo de
ejemplo, en una lámina de PET o POPP con un grosor de capas de 10
\mum a 50 \mum, preferiblemente con un grosor de 19 \mum a 23
\mum. Después se aplica sobre la lámina de soporte mediante un
cilindro de retícula de huecograbado la capa de desprendimiento 20 y
la capa de barniz de protección 21. Las capas de desprendimiento y
de barniz de protección 20 y 21 tienen a este respecto un
preferiblemente un grosor de 0,2 a 1,2 \mum. También se podrían
omitir estas capas.
Después se aplica la capa de barniz de
replicación 22.
La capa de barniz de replicación 22 consiste
preferiblemente en un barniz de replicación que puede reticular por
radiación. Preferiblemente se utiliza un método de replicación UV
para la formación de las estructuras de relieve 25 y 26 y la capa
de barniz de replicación 22. Como barniz de replicación se usa a
este respecto un barniz que puede endurecer con UV. La inclusión de
las estructuras de relieve 25 y 26 en la capa de barniz de
replicación que puede reticular por UV se realiza a este respecto, a
modo de ejemplo, por irradiación UV durante la formación de la
estructura de relieve en la capa de barniz todavía blanda o líquida
o por radiación parcial y endurecimiento de la capa de barniz que
puede reticular por UV. En lugar de un barniz que pueda reticular
por UV se puede utilizar a este respecto también otro barniz que
pueda reticular por radiación.
Además también es posible que la capa de barniz
de replicación 22 consista en un material de plástico transparente,
termoplástico. A continuación, en la capa de barniz de replicación
22 se gofra mediante una herramienta de gofrado una estructura de
relieve o se gofran varias estructuras de relieve a modo de ejemplo,
las estructuras de relieve 25 y 26.
El grosor que se tiene que elegir para la capa
de barniz de replicación 22 se determina por la profundidad de
perfil seleccionada para las estructuras de relieve 25 y 26. Se
tiene que garantizar que la capa de barniz de replicación 22
disponga de un grosor suficiente para posibilitar una formación de
las estructuras de relieve 25 y 26. Preferiblemente, la capa de
barniz de replicación 22 posee a este respecto un grosor de 0,3 a
1,2 \mum.
A modo de ejemplo, la capa de barniz de
replicación 22 se aplica antes del secado sobre toda la superficie
de la capa de barniz protector 21 con un peso de aplicación de 2,2
g/m^{2} mediante un rodillo de huecograbado de trama lineal. En
este caso, como barniz de replicación se selecciona un barniz con la
siguiente composición:
A continuación, la capa de barniz de replicación
22 se seca en un canal de secado a una temperatura de 100 a
120ºC.
Después se gofran en la capa de barniz de
replicación 22 las estructuras de relieve 25 y 26, a modo de
ejemplo, mediante una matriz compuesta por níquel a aproximadamente
130ºC. Para el gofrado de las estructuras de relieve 25 y 26, la
matriz se calienta preferiblemente de manera eléctrica. Antes de
despegar la matriz de la capa de barniz de replicación 22 después
del gofrado, la matriz se puede volver a enfriar. Después del
gofrado de las estructuras de relieve 25 y 26, el barniz de
replicación de la capa de barniz de replicación 22 endurece por
reticulación o de otra forma.
Adicionalmente, también es posible producir las
estructuras de relieve 25 y 26 en la capa de barniz de replicación
22 mediante un método de ablación. Para esto es particularmente
adecuado un proceso de retirada con láser.
También puede estar previsto recubrir la capa de
barniz de replicación 22 con un material HRI (HRI = high reflection
index), por ejemplo, con ZnS o TiO_{2}. De este modo se puede
configurar en algunos casos una mayor transparencia con una
profundidad dada de la estructura de relieve.
En el caso de las estructuras de relieve 25 y 26
se trata a este respecto de estructuras de relieve que se recubren
en un proceso común de recubrimiento, a modo de ejemplo, bombardeo
iónico, con la capa metálica 23, de tal forma que la densidad
superficial de la capa metálica 23 sobre las estructuras de relieve
25 y 26 es constante. De este modo, la capa metálica 23 sobre la
estructura de relieve 26, que tiene una relación baja de
profundidad a anchura, se configura de manera opaca y la capa
metálica 23 sobre la estructura de relieve 25, que tiene una
relación alta de profundidad a anchura, se configura de forma
transparente. A modo de ejemplo, la estructura de relieve 26 se
configura con la relación de profundidad a anchura h/d = 0.
A continuación se aplica la capa adhesiva 24
sobre la capa metálica 23. En el caso de la capa adhesiva 24 se
trata preferiblemente de una capa de un adhesivo que se puede
activar térmicamente. Dependiendo de la utilización del elemento de
seguridad 11, sin embargo, también es posible omitir la capa
adhesiva 24.
En el caso de la estructura de relieve 25 se
trata de una estructura con una alta relación de profundidad a
anchura de los elementos estructurales de la estructura de relieve,
y por tanto, esta estructura de relieve tiene una superficie eficaz
un múltiplo mayor que estructuras de relieve habituales, conformadas
en elementos de seguridad para la generación de efectos ópticos. A
este respecto, la profundidad se tiene que entender como la
separación media entre las montañas y los valles y la anchura, como
la separación de dos elementos estructurales adyacentes de la
estructura de relieve. Se comprobó sorprendentemente que con una
capa metálica aplicada sobre la estructura de relieve con un grosor
nominal t_{0}, que se configura de forma local con el grosor t,
la relación de grosor \varepsilon = t_{0}/t está aumentada
significativamente cuando la relación de profundidad a anchura h/d
de la estructura de relieve es mayor de 1. Por la estructura de
relieve, de hecho, disminuye claramente el grosor t de la capa
metálica con respecto al grosor nominal t_{0} (grosor en zonas
"planas"). De este modo, la capa metálica se puede configurar
de manera transparente.
La Fig. 2 muestra a continuación una
representación esquemática ampliada de un ejemplo de realización de
la estructura de relieve 25 mostrada en la Fig. 1, que se diseña
para la configuración de transparencia de la capa metálica 23
dispuesta sobre la estructura de relieve.
Como se representa en la Fig. 2, en este ejemplo
se trata en el caso de la estructura de relieve 25 de una función
periódica f (x,y), donde las flechas 25x y 25y representan los ejes
de coordenadas indicados x e y. La función f (x,y) modifica
periódicamente la profundidad 25z de la estructura de relieve 25, en
el caso representado, con forma de cuadrado de seno, tanto en
dirección x como en y. De este modo se obtiene el perfil de relieve
representado en la Fig. 2 con elementos estructurales 25a, 25b, 25c
y 25d, que están separados entre sí respectivamente en la dirección
x una longitud de periodo 25p y en dirección y, una longitud de
periodo 25q de la función f (x,y) y tienen una profundidad de
estructura 25t. Las longitudes de periodos 25p y 25q se seleccionan
a este respecto de tal forma que son menores o iguales a la
profundidad de estructura 25t.
La estructura de relieve 25 mostrada en la Fig.
2 tiene de esta manera, a modo de ejemplo, longitudes de periodo 25p
y 25q de 330 nm y una profundidad de estructura 25t de más de 500
nm.
A este respecto también es posible configurar la
forma de perfil, las longitudes de periodo 25p y 25q y la
profundidad de perfil 25t desviándose de la representación según la
Fig. 2. En este caso es esencial que al menos una de las longitudes
de periodo 25p y 25q sea menor o igual a la profundidad de
estructura 25t. Se obtienen resultados particularmente buenos
cuando al menos una de las longitudes de periodo 25p y 25q es menor
que la longitud de onda umbral de la luz visible.
La Fig. 3 muestra una estructura de relieve que
presenta elementos estructurales 25e y 25f solamente en un sentido
de coordenadas. Las restantes referencias se eligen como en la Fig.
2, de tal manera que solamente se hace referencia a las diferencias
con respecto al ejemplo de realización en la Fig. 2. Los elementos
estructurales 25e y 25f se extienden con una profundidad constante
de estructura 25t en dirección de la coordenada y 25y. También la
estructura de relieve representada esquemáticamente en la Fig. 3
aparece transparente.
Las Figs. 4 y 5 muestran a continuación para las
estructuras de relieve representadas en las Figs. 2 y 3 la conexión
entre la relación de grosor \varepsilon = t_{0}/t de la capa
metálica 23 y la relación de profundidad a anchura h/d de la
estructura de relieve 25.
Sorprendentemente se ha mostrado en este
documento que el aumento de la relación de grosor \varepsilon en
la red lineal (véase la Fig. 3) es mayor que en la red cruzada
considerada anteriormente (véase la Fig. 2) con la misma relación de
profundidad a anchura.
A modo de ejemplo, se obtiene con la misma
relación de profundidad a anchura h/d = 2 para la red lineal la
relación de grosor \varepsilon = 4,2, que es mayor que la relación
de grosor para la red cruzada que se ha considerado
anteriormente.
En la Fig. 6 se representa con detalle a
continuación el efecto de modificación de grosor responsable de la
configuración de la transparencia de la capa metálica 23.
La Fig. 6 muestra en una representación
esquemática del corte una capa de barniz de replicación 622 con una
estructura de relieve 625 con una alta relación de profundidad a
anchura y con una estructura de relieve 626 con una relación de
profundidad a anchura igual a cero. Sobre la capa de barniz de
replicación 622 se dispone una capa metálica 623, a modo de
ejemplo, aplicada por bombardeo iónico. Las flechas 60 indican el
sentido de aplicación de la capa metálica 623. La capa metálica 623
está configurada en la zona de la estructura de relieve 626 con el
grosor nominal t_{0} y está configurada en la zona de la
estructura de relieve 625 con el grosor t, que es menor que el
grosor nominal t_{0}. A este respecto, el grosor t se tiene que
entender como un valor medio, ya que el grosor t se forma
dependiendo del ángulo de inclinación de la superficie de la
estructura de relieve con respecto a la horizontal. Este ángulo de
inclinación se puede describir matemáticamente por la primera
derivada de la función de la estructura de relieve.
Cuando, por tanto, el ángulo de inclinación es
igual a cero, se deposita la capa metálica 623 con el grosor
nominal t_{0}, cuando la magnitud del ángulo de inclinación es
mayor de cero, se deposita la capa metálica 623 con el grosor t, es
decir, con un menor grosor que el grosor nominal t_{0}.
También es posible obtener la transparencia de
la capa metálica mediante estructuras de relieve, que presentan un
perfil superficial complejo con elevaciones y cavidades con
diferente altura. En el caso de tales perfiles superficiales, a
este respecto, también se puede tratar de perfiles superficiales
estocásticos. A este respecto, la transparencia se consigue por
norma cuando la separación media de elementos estructurales
adyacentes es menor que la profundidad de perfil media de la
estructura de relieve y los elementos estructurales adyacentes
están separados menos de 200 \mum entre sí. Preferiblemente, a
este respecto, la separación media de elevaciones adyacentes se
selecciona menor de 30 \mum, de tal forma que en el caso de la
estructura de relieve se trata de una estructura de relieve
difractiva especial.
\newpage
En la configuración de zonas transparentes es
importante conocer y elegir de forma apropiada los parámetros
individuales en sus dependencias. Un observador ya percibe una zona
como completamente reflectante cuando se refleja el 85% de la luz
incidente y ya percibe una zona como transparente cuando se refleja
menos del 20% de la luz incidente y se deja pasar más del 80%.
Estos valores pueden variar dependiendo del fondo, de la
iluminación, etc. A este respecto, la absorción de la luz en la capa
metálica desempeña un papel importante. A modo de ejemplo, el cromo
y cobre reflejan considerablemente menos en ciertas circunstancias.
Esto puede significar que se refleja solamente el 50% de la luz
incidente, siendo el grado de transparencia menor del 1%.
Las figuras 7a y 7b muestran a continuación las
relaciones entre el grosor t de la capa metálica en nm y un grado
de reflexión R en % para una radiación de la estructura de relieve
con luz con una longitud de onda \lambda = 550 nm dependiendo del
tipo de metal. A este respecto, la capa metálica se aplica sobre un
sustrato transparente, que está configurado con un índice de
refracción n = 1,5. Para una capa metálica configurada a partir de
aluminio (Al, véase la Fig. 7a) se determinó, a modo de ejemplo, que
se configuran zonas reflexivas con un grosor > 17 nm y zonas
trans-
parentes con un grosor t < 3 nm. Como consecuencia, la relación de grosor \varepsilon se tiene que elegir como \varepsilon = 17/3 = 5,67.
parentes con un grosor t < 3 nm. Como consecuencia, la relación de grosor \varepsilon se tiene que elegir como \varepsilon = 17/3 = 5,67.
La Tabla 1 muestra el grado de reflexión
determinado de capas metálicas dispuestas entre láminas de plástico
(índice de refracción n = 1,5) de Ag, Al, Au, Cr, Cu, Rh y Ti con
una longitud de onda de luz \lambda = 550 nm. La relación de
grosor \varepsilon se forma como cociente del grosor t de la capa
metálica requerido para el grado de reflexión R = 80% del máximo
R_{máx} y para el grado de reflexión R = 20% del máximo
R_{máx}.
A partir de la observación heurística, como se
puede observar, plata y oro (Ag y Au) tienen un grado de reflexión
máximo R_{máx} elevado y requieren una relación de profundidad a
anchura relativamente baja para la configuración de transparencia.
El aluminio (Al) también tiene un grado de reflexión máximo
R_{máx} elevado, sin embargo, requiere una relación de
profundidad a anchura mayor. Preferiblemente, por tanto, puede estar
previsto configurar la capa metálica a partir de plata u oro. Sin
embargo, también puede estar previsto configurar la capa metálica a
partir de otros metales o de aleaciones metálicas.
Las Figuras 8a a 8d muestran a continuación en
una representación esquemática del corte en un ejemplo de
realización la configuración de estructuras de relieve 825a, 825b,
826a y 826b con un grado de transparencia diferente de la capa
metálica aplicada. Las estructuras de relieve mencionadas presentan
en el ejemplo representado elementos estructurales con una
separación d = 350 nm entre dos elementos estructurales. La
separación d no se representa en las Figs. 8a a 8d. La estructura
de relieve está cubierta respectivamente con una capa metálica 823,
que se configura con el grosor nominal t_{0} = 40 nm. La capa
metálica 823 aparece con este grosor opaca o reflectante sobre un
fondo plano.
En la Fig. 8a se representa esquemáticamente la
estructura de relieve transparente 825a, que presenta una
profundidad h = 800 nm. Como consecuencia, la relación de
profundidad a anchura responsable de la magnitud del grado de
transparencia de la capa metálica 823 es h/d = 2,3.
En la Fig. 8b se representa esquemáticamente la
estructura de relieve transparente 825b, que presenta una
profundidad h = 400 nm. Como consecuencia, la relación de
profundidad a anchura responsable de la magnitud del grado de
transparencia de la capa metálica 823 es h/d = 1,14. La capa
metálica 823 aparece menos transparente que en el ejemplo de
realización en la Fig. 8a.
En la Fig. 8c se representa esquemáticamente la
estructura de relieve opaca 826a, que presenta una profundidad h =
100 nm. Como consecuencia, la relación de profundidad a anchura
responsable de la magnitud del grado de transparencia de la capa
metálica 823 es h/d = 0,29. El grado de transparencia de la capa
metálica 823 ahora es tan bajo que la capa metálica 823 aparece
opaca, sin embargo, se configura con una fracción transparente con
respecto al ejemplo de realización representado en la Fig. 8d.
En la Fig. 8d se representa esquemáticamente la
estructura de relieve 826b, que presenta una profundidad h = 0 nm.
Como consecuencia, la relación de profundidad a anchura responsable
de la magnitud del grado de transparencia es h/d = 0. La capa
metálica 823 aparece completamente opaca, a modo de ejemplo,
reflectante.
La Tabla 2 muestra a continuación los resultados
del cálculo, obtenidos a partir de cálculos de difracción rigurosos
para estructuras de relieve configuradas como red lineal, sinusoidal
con una separación de red de 350 nm con diferentes relaciones de
profundidad de anchura. Las estructuras de relieve están recubiertas
con plata con un grosor nominal t_{0} = 40 nm. La luz que incide
sobre la estructuras de relieve tiene la longitud de onda \lambda
= 550 nm (verde) y está polarizada TE o está polarizada TM.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se ha mostrado, particularmente el grado de
transparencia, además de la relación de profundidad a anchura,
depende de la polarización de la luz incidente. Esta dependencia se
representa en la Tabla 2 para la relación de profundidad a anchura
d/h = 1,1. Puede estar previsto utilizar este efecto para
características de seguridad
secundarias.
secundarias.
Adicionalmente se ha mostrado que el grado de
transparencia o el grado de reflexión de la estructura de relieve de
acuerdo con la invención depende de la longitud de onda. Las Figs.
9a a 9e muestran a continuación en representaciones gráficas
resultados de cálculo que respaldan este efecto.
La Fig. 9a muestra en una representación gráfica
el grado de reflexión R o el grado de transparencia T aplicado
sobre la profundad de red h en nanómetros de una primera red
sinusoidal con un periodo de red o con una separación de red d =
300 nm. La profundidad de red varía de h = 0 nm a 600 nm, lo que es
igual a la variación de la relación de profundidad a anchura h/d =
0 a 2. La red está recubierta con plata con el grosor de capa
t_{0} = 50 nm y se irradia con luz polarizada con una longitud de
onda \lambda = 550 nm. Las curvas se indican con OR TM para el
grado de reflexión y con OT TM para el grado de transparencia de luz
polarizada TM y de forma análoga, con OR TE y con OT TE para luz
polarizada TE.
Como se puede observar en la Fig. 9a, el efecto
de acuerdo con la invención es particularmente marcado para luz
polarizada TE.
La Fig. 9b muestra a continuación el grado de
transparencia T de la red usada en la Fig. 9a con luz no polarizada,
aplicada por la profundidad de red h.
La Fig. 9c muestra el efecto de la longitud de
onda de la luz sobre el grado de transparencia T en una segunda red
sinusoidal, realizada de forma análoga a la Fig. 9a con la
profundidad de red h = 300 nm, lo que es igual a la relación de
profundidad a anchura h/d = 1. Como se puede observar, tanto la
polarización de la luz como el tipo de la polarización (OT TM u OT
TE) tienen un efecto sobre el grado de transparencia T, que depende
a su vez de la longitud de onda de la luz. La curva indicada con OT
no pol para luz no polarizada tiene un recorrido entre las dos
curvas OT TM y OT TE para luz polarizada TM o polarizada TE.
Las Figs. 9d y 9e muestran a continuación la
influencia de una relación decreciente de profundidad a anchura h/d
sobre estos recorridos de curva con el grado de transparencia T.
En la Fig. 9d se trata de la representación del
grado de transparencia T en una red sinusoidal de acuerdo con la
Fig. 9c, que se realiza con la profundidad de red h = 200 nm, lo que
es igual a la relación de profundidad a anchura h/d = 0,67. El
grado de transparencia T ha disminuido claramente con respecto a la
Fig. 9c, particularmente con irradiación con luz no polarizada.
Para la irradiación con luz no polarizada TM se observa para
\lambda = 450 nm un grado de transparencia próximo a cero.
La Fig. 9e muestra la representación del grado
de transparencia en una red sinusoidal de acuerdo con la Fig. 9c,
que se realiza con la profundidad h = 100 nm, lo que es igual a la
relación de profundidad a anchura h/d = 0,33. Ahora, el grado de
transparencia T es muy reducido, de tal forma que la capa metálica
aplicada sobre la red de plata aparece no translúcida a todas las
longitudes de onda.
Como muestran los resultados de cálculo
representados en las Figs. 9a a 9e, las estructuras de relieve de
acuerdo con la invención con una relación de profundidad a anchura
alta pueden configurar efectos de color que se pueden observar con
la irradiación con luz policromática, a modo de ejemplo, con luz
diurna. Puede ser previsto utilizar estos efectos de color como una
característica de seguridad secundaria adicional.
Adicionalmente se ha mostrado que el grado de
transparencia disminuye cuando el ángulo de incidencia de la luz se
diferencia del ángulo de incidencia normal, es decir, el grado de
transparencia disminuye cuando la luz no incide perpendicularmente.
Esto significa que una zona con una estructura de relieve de acuerdo
con la invención se puede configurar transparente sólo en un cono
de incidencia limitado de la luz. Por tanto, puede estar previsto
utilizar este efecto como una característica de seguridad adicional.
Puede estar previsto que la capa metálica se configure de manera
opaca con una observación oblicua.
Las Figs. 10a a 10c muestran a continuación la
influencia del ángulo de incidencia de la luz sobre el grado de
transparencia T o el grado de reflexión R de una tercera red
sinusoidal con la separación de red d = 300 nm, recubierta con plata
con un grosor de capa t_{0} = 55 nm.
La Fig. 10a muestra en un diagrama la situación
de partida cuando la luz incide perpendicularmente. El recorrido
del grado de transparencia T se corresponde cualitativamente al
recorrido representado en la Fig. 9c. Como se puede observar, el
grado de reflexión R depende menos de la longitud de onda que el
grado de transparencia T. Esto se aplica particularmente a la
iluminación de la red con luz no polarizada.
La Fig. 10b muestra a continuación el recorrido
del grado de transparencia T o del grado de reflexión R para
iluminación con un ángulo \theta = 20º con respecto a la vertical
en dirección perpendicular con respecto a los flancos de las líneas
de red y un ángulo \varphi = 0º con respecto a la vertical en
sentido paralelo con respecto a los flancos de las líneas de red.
El grado de transparencia T y el grado de reflexión R, ahora, en
comparación con la Fig. 10a, dependen en un amplio intervalo de la
longitud de onda, particularmente también con iluminación con luz no
polarizada.
La Fig. 10c muestra el recorrido del grado de
transparencia T o del grado de reflexión R para iluminación con el
ángulo \theta = 0º y \varphi = 20º. Ahora, la luz incide de
forma inclinada en paralelo con respecto a los flancos de las
líneas de red. Los recorridos que dependen de la longitud de onda,
en comparación con la Fig. 10b, son cualitativamente claramente
diferentes.
La Fig. 11 muestra a continuación en una
representación esquemática un ejemplo de realización para la
generación de zonas con un grado de transparencia T configurado de
forma diferente. A este respecto, las zonas 91 a 96 están
configuradas con un grado de transparencia T diferente en
graduaciones del 20%, comenzando en la zona 91, que está
configurada con el grado de transparencia T = 0% hasta la zona 96,
que está configurada con el grado de transparencia T = 100%. Como
se puede observar bien en la Fig. 11, para esto, las zonas 91 a 96
están configuradas con forma de retícula con elementos de retícula
opacos 91o a 95o y elementos de retícula transparentes 92t a 96t.
Las zonas 91 a 96 pueden configurarse, a modo de ejemplo, como
puntos de imagen con un grado de transparencia diferente T.
En el ejemplo de realización representado, en la
Fig. 11, los elementos de retícula opacos 91o a 95o están marcados
en negro y los elementos de retícula transparentes 92t a 96t están
marcados en blanco. A este respecto se trata de una representación
esquemática general, que no reproduce las proporciones de tamaños
reales entre elementos de retícula y zonas. El grado de
transparencia T de cada zona 91 a 96 se describe por la relación de
la suma de superficies de los elementos de retícula opacos 91o a 95o
con respecto a la suma de superficies de los elementos de retículas
transparentes 92t a 96t. Los elementos de retícula están
configurados con dimensiones que ya no están al alcance de la
resolución del ojo humano. De este modo, las zonas con retícula 91 a
96 aparecen, por tanto, preferiblemente con una distribución igual
de los elementos de retícula opacos y transparentes visualmente como
zonas con un grado de transparencia T homogéneo.
Los elementos de retícula opacos 91o a 95o se
configuran en el ejemplo representado con la relación de profundidad
a anchura h/d = 0 y un grosor nominal t_{0} tal de la capa
metálica, que tienen el grado de transparencia T = 0%. Los
elementos de retícula transparentes 92t a 96t están configurados con
una relación de profundidad a anchura alta, es decir,
preferiblemente h/d > 2. Sin embargo, también puede estar
previsto que los elementos de retícula opacos 91o a 95o estén
configurados con una relación de profundidad a anchura pequeña, a
modo de ejemplo, h/d = 0,1 y los elementos de retícula
transparentes 92t a 96t, con una relación de profundidad a anchura
relativamente alta con respecto a esto, a modo de ejemplo, h/d =
1.
Las zonas 91 y 96 contienen solamente elementos
de retícula de un tipo, de tal forma que, a modo de ejemplo, la
zona 91, configurada solamente con elementos de retícula opacos 91o,
tiene el grado de transparencia T = 0%. La zona 96 está configurada
solamente con elementos de retícula transparentes 96t y, por tanto,
tiene el grado de transparencia T = 100%. Las zonas 92 a 95 están
configuradas tanto con elementos de retícula opacos 92o a 95o como
con elementos de retícula transparentes 92t a 95t y tienen, por
tanto, grados de transparencia entre el 20% y el 80%.
También puede estar previsto formar zonas con
diferentes escalas de grises, configurándose la relación de
profundidad a anchura de manera diferente en las zonas. En la Fig.
12 se representa gráficamente mediante un ejemplo cómo se puede
ajustar el grado de transparencia T por la relación de profundidad a
anchura h/d. Como se ya se ha indicado anteriormente, la relación
entre el grado de transparencia T y la proporción de profundidad a
anchura h/d depende de varios parámetros, a modo de ejemplo, del
tipo de metal y del tipo de estructura de relieve. Sin embargo,
básicamente se aplica que el grado de transparencia T aumenta con
una relación creciente de profundidad a anchura h/d. En el presente
ejemplo, el grado de transparencia T = 100%, cuando la relación de
profundidad a anchura h/d = 5,3. Esta relación se basa en el enfoque
de solución heurístico. Sin una merma notable de la calidad, la
zona completamente transparente indicada en la Fig. 11 con la
posición 96 ya puede estar configurada con una relación de
profundidad a anchura h/d, a modo de ejemplo, con h/d =2,2, de tal
forma que el grado de transparencia T = 80%. Una relación de
profundidad a anchura menor, a modo de ejemplo, puede ser
tecnológicamente ventajosa.
De este modo descrito en las Figs. 11 y 12 puede
estar previsto generar representaciones de imágenes. Debido a la
alta resolución posible con este método se pueden generar de esta
manera imágenes con una alta calidad de representación, a modo de
ejemplo, como etiquetados o logotipos. Con el método de la
reticulación en blanco y negro se pueden generar, a modo de
ejemplo, imágenes de rayas o imágenes de retícula en blanco y negro.
Como ya se ha descrito (véase la Fig. 11), a este respecto, el
grado de transparencia de un punto de imagen se determina por la
relación entre elementos de retícula opacos y elementos de retícula
transparentes. Sin embargo, también puede estar previsto configurar
los puntos de imágenes como zonas homogéneas con una relación
diferente de profundidad a anchura (véase la Fig. 12). De este modo
puede estar previsto, a modo de ejemplo, generar imágenes
informáticas en el modo de escala de grises como representaciones de
imágenes. Debido a la alta resolución posible con este método se
pueden generar de esta manera imágenes en escalas de grises con
alta calidad, a modo de ejemplo, se pueden reproducir imágenes
fotográficas con alta calidad frente a cualquier fondo.
Sin embargo, también es posible configurar
macrozonas con una transparencia que se modifica de forma continua
y, de este modo, "iluminar" ópticamente elementos dispuestos
debajo de una zona de este tipo. De esta manera se puede reproducir,
a modo de ejemplo, una fotografía de pasaporte sin una limitación de
borde marcada.
También puede estar previsto combinar entre sí
las soluciones caracterizadas en las Figs. 11 y 12 y, por tanto,
obtener efectos adicionales. A modo de ejemplo, puede estar previsto
usar elementos de retícula visibles para el ojo humano como
característica de diseño, a modo de ejemplo, en forma de una
retícula de periódico.
La Fig. 13 muestra a continuación una
representación esquemática de un documento de seguridad 12 con un
cuerpo de tarjeta 28 y elementos de imagen 27 dispuestos sobre el
cuerpo de tarjeta 28 y el elemento de seguridad 11 representado en
la Fig. 1. Los elementos iguales se indican con las mismas
posiciones.
El elemento de seguridad 11, para esto, se
retira de la lámina de soporte 10 y se aplica sobre el cuerpo de
tarjeta 28. La capa de desprendimiento 20 (véase la Fig. 1) refuerza
a este respecto el desprendimiento del elemento de seguridad de la
lámina de soporte 10.
Por la aplicación del elemento de seguridad 11,
ya solamente son visibles las zonas de imagen 27 que se disponen
debajo de las estructuras de relieve 25. Los elementos de imagen 27,
que se disponen debajo de las estructuras de relieve 26, no son
visibles para un observador del documento de seguridad. Debido a la
capa metálica 23 aparecen como zonas reflectantes, que se pueden
observar particularmente bien como en las Figs. 15 y 16, como un
patrón fino en forma de un guilloquis. Un patrón aplicado según el
método que se ha descrito anteriormente puede estar configurado tan
fino que no se puede imitar con otro método, a modo de ejemplo, un
método de copiado a color.
Las Figs. 14 y 15 muestran a continuación un
segundo ejemplo de realización de un elemento de seguridad y un
documento de seguridad provisto de este elemento de seguridad,
indicándose los elementos iguales con la misma posición.
La Fig. 14 muestra un elemento de seguridad 111
en forma de un cuerpo de lámina multicapa, que presenta la lámina
de soporte 10, la capa de desprendimiento 20, la capa de barniz de
protección 21, la capa de barniz de replicación 22 con las
estructuras de relieve 25, 26 y otras estructuras de relieve 125,
126, la capa metálica 23 y la capa adhesiva 24. Las estructuras de
relieve 125 y 126 están configuradas como superposiciones de una
estructura configurada de forma sinusoidal en el ejemplo
representado esquemático con estructuras de relieve 25 ó 26. En el
caso de la estructura superpuesta se puede tratar, a modo de
ejemplo, de una estructura para la generación de un holograma que,
de este modo, aparece visible en las zonas de la estructura de
relieve 125 y aparece invisible en las zonas de la estructura de
relieve 126. A modo de ejemplo, a este respecto, las estructuras de
relieve 26 y 126 pueden formar un guilloquis, que no se puede
reproducir con métodos convencionales, es decir, se configura como
característica de seguridad.
La Fig. 15 muestra en analogía con la Fig. 13 un
documento de seguridad 112 en una representación esquemática, sobre
el que se aplica un elemento de seguridad 111 de acuerdo con la Fig.
14.
Las Figs. 16 y 17 muestran a continuación un
ejemplo de aplicación de un documento de identidad 110. El documento
de identidad 110 presenta una fotografía 110p del titular del
documento de identidad, una inscripción 110k, una inscripción
personalizada 110v y un guilloquis 110g.
En el ejemplo de realización representado, la
fotografía 110p, la inscripción 110k y la inscripción personalizada
110v se aplican de acuerdo con el estado de la técnica sobre el
cuerpo de tarjeta del documento de identidad 110. Sobre toda la
superficie de la tarjeta se coloca el guilloquis 110g, que se
representa de forma detallada en la Fig. 17 para una mejor
ilustración. Las líneas del guilloquis 110g se realizan en el
ejemplo representado como zonas con una relación de profundidad a
anchura < 0,2 y una anchura de 50 \mum, que delimitan
directamente con zonas transparentes con una alta relación de
profundidad a anchura. De este modo, el documento de identidad se
configura de manera particularmente sencilla con seguridad contra
falsificaciones, ya que el guilloquis 110g no se puede aplicar con
otro método.
Un documento de seguridad, que está configurado
como el ejemplo de realización representado en la Fig. 16, aúna la
ventaja de una mayor seguridad contra falsificaciones con la ventaja
de una producción simplificada y más precisa. Ya que, de hecho, las
zonas transparentes y opacas se pueden producir en una etapa del
método, se omiten los problemas de colocación que se presenta con
la impresión en registro coincidente, es decir, no se tienen que
colocar como hasta ahora zonas transparentes, zonas opacas y zonas
de fondo con una alta precisión entre sí. El método de acuerdo con
la invención prevé configurar zonas transparentes y opacas por
estructuración de superficie y, de hecho, exactamente donde están
previstas. A este respecto pueden estar incluidos sistemas de
película delgada multicapa, sistemas de cristal líquido, etc.
Claims (23)
1. Elemento de seguridad (11) en forma de un
cuerpo de lámina multicapa con una capa de barniz de replicación
(22), donde en un plano abarcado por los ejes de coordenadas x e y
en la capa de barniz de replicación (22) se conforma una primera
estructura de relieve (25) en una primera zona del elemento de
seguridad y sobre la capa de barniz de replicación (22) en la
primera zona del elemento de seguridad (11) y en una segunda zona
adyacente del elemento de seguridad (11) se aplica una capa metálica
(23) con una densidad superficial constante con respecto al plano
abarcado por los ejes de coordenadas x e y, caracterizado por
que la primera estructura de relieve (25) es una estructura
difractiva con una relación de profundidad a anchura de los
elementos estructurales individuales de > 0,5 y por que la capa
metálica (23) esta configurada con un grosor de capa nominal
t_{0}, con el que la transparencia de la capa metálica (23) por la
primera estructura de relieve (25) en la primera zona está aumentada
con respecto a la transparencia de la capa metálica (23) en la
segunda zona.
2. Elemento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por que la capa metálica (23)
se aplica con una densidad superficial sobre la capa de barniz de
replicación (22), que se corresponde a una aplicación de la capa
metálica (23) sobre una superficie plana con una relación de
profundidad a anchura igual a cero con un grado de reflexión de la
capa metálica del 85% al 95% del grado máximo de reflexión.
3. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la
profundidad de la estructura de relieve (25) está configurada como
una función de las coordenadas x y/o y.
4. Elemento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado por que la función es una
función estocástica.
5. Elemento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado por que la función es una
función del tipo sen^{2}(s,y).
6. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que en la
segunda zona adyacente en la capa de barniz de replicación (22) se
conforma una segunda estructura de relieve difractiva (26), donde la
relación de profundidad a anchura de los elementos estructurales
individuales de la segunda estructura de relieve es menor que la
relación de profundidad a anchura de los elementos estructurales
individuales de la primera estructura de relieve.
7. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la
segunda estructura de relieve (26) presenta una relación de
profundidad a anchura de < 0,2.
8. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la
segunda estructura de relieve (26) presenta una relación de
profundidad a anchura de < 0,5.
9. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la
segunda zona es una zona de patrón, particularmente con forma de un
guilloquis o de un logotipo o de un texto y la primera zona es una
zona de fondo.
10. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedes, caracterizado por que la
relación de profundidad a anchura de la primera estructura de
relieve (25) y/o de la segunda estructura de relieve (26) varia en
dirección x y/o en dirección y.
11. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la
primera zona o la segunda zona está configurada con forma de
retícula en microzonas, donde las dimensiones de las microzonas y/o
la separación de retícula es o son menor o menores que la separación
al alcance de la resolución del ojo humano.
12. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la
segunda estructura de relieve es una estructura con actividad óptica
de difracción, macroestructura o estructura mate que genera un
patrón.
13. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la
primera o segunda estructura de relieve (125, 126) está formada por
una superposición de una estructura de envuelta y una estructura
difractiva con una relación de profundidad a anchura de los
elementos estructurales individuales de > 0,5.
14. Elemento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 13, caracterizado por que la estructura de
envuelta es una estructura con actividad óptica de difracción,
particularmente una estructura de relieve que genera un
holograma.
15. Elemento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 13, caracterizado por que la estructura de
envuelta es una macroestructura.
16. Elemento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 13, caracterizado por que la estructura de
envuelta es una estructura mate.
17. Elemento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el
cuerpo de lámina multicapa es una lámina de transferencia,
particularmente una lámina de gofrado en caliente.
18. Documento de seguridad, particularmente
billete de banco o pasaporte, con un elemento de seguridad de
acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.
19. Método para la producción de un elemento de
seguridad (11, 111) en forma de un cuerpo de lámina multicapa, donde
en el método se conforma en una capa de barniz de replicación (22)
del cuerpo de lámina multicapa en una primera zona del elemento de
seguridad (11, 111) una primera estructura de relieve (25) y se
aplica sobre la capa de barniz de replicación (22) en la primera
zona del elemento de seguridad (11) y en una segunda zona adyacente
del elemento de seguridad (11) una capa metálica (23) con una
densidad superficial constante con respecto al plano abarcado por la
capa de barniz de replicación (22), caracterizado por que la
primera estructura de relieve (25) está conformada como una
estructura difractiva con una relación de profundidad a anchura >
0,5 y por que la capa metálica (23) se aplica con una densidad
superficial con respecto al plano abarcado por la capa de barniz de
replicación (22) y se configura con un grosor de capa nominal
t_{0} de tal forma que la transparencia de la capa metálica (23)
por la primera estructura de relieve (25) en la primera zona aumenta
con respecto a la transparencia de la capa metálica (23) en la
segunda zona.
20. Método de acuerdo con la reivindicación 19,
caracterizado por que la capa metálica (23) se aplica por
depósito por vaporización, particularmente bombardeo iónico,
vaporización con chorro de electrones o vaporización térmica
mediante calefacción de resistencia sobre la capa de barniz de
replicación (22).
21. Método de acuerdo con la reivindicación 20,
caracterizado por que se deposita un metal para la formación
de la capa metálica (23) con una densidad superficial sobre el plano
abarcado por la capa de barniz de replicación (22), que se
corresponde a una aplicación de la capa metálica (23) sobre una
superficie plana dispuesta perpendicularmente con respecto al
sentido de depósito con una relación de profundidad a anchura igual
a cero con un grado de reflexión de la capa metálica del 85% al 95%
del grado máximo de reflexión de una capa metálica ópticamente no
translúcida del metal.
22. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 10 a 21, caracterizado por que en una
tercera zona del elemento de seguridad (111) se conforma una tercera
estructura de relieve (125, 126) que se configura como superposición
de una curva de envuelta con una cuarta estructura de relieve y la
primera estructura de relieve (25) y/o la segunda estructura de
relieve (26), de tal forma que en las subzonas superpuestas con la
primera estructura de relieve (25) de la tercera zona es visible la
información formada por la cuarta estructura de relieve y en las
subzonas superpuestas con la segunda estructura de relieve (26) de
la tercera zona no es visible la información formada por la cuarta
estructura de relieve.
23. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 19 a 22, caracterizado por que las
estructuras de relieve se forman mediante replicación UV en la capa
de barniz de replicación (22).
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