ES2354215T3 - Fibra fotoluminiscente, papel de seguridad y otros artículos de seguridad. - Google Patents
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Abstract
Fibra fotoluminiscente (12) que tiene una sección transversal anisotrópica, para la incorporación dentro de la matriz de un artículo de seguridad (4), caracterizado porque el eje principal corto (10) está entre 5 -20 µm, y porque el eje principal largo (11) está entre 50 -150 µm de largo.
Description
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona con una fibra fotoluminiscente para la incorporación en un artículo de seguridad. En particular, la presente invención se relaciona con fibras fotoluminiscentes, es decir fluorescentes o fosforescentes que deben ser embebidas en estructuras como papel como por ejemplo papel moneda etc. La presente invención también se relaciona con artículos de seguridad que contengan dichas fibras fotoluminiscentes y con un método para producir tales artículos de seguridad y con el uso de los mismos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Se sabe comúnmente que para papeles de seguridad y para artículos de seguridad en general, por ejemplo para billetes de banco, cheques, acciones, bonos, documentos de identidad, pasaportes, licencias de conducción, estampillas y documentos similares tales como tarjetas bancarias, tarjetas de crédito, y similares, se pueden emplear elementos de seguridad, en particular en la forma de fibras fotoluminscentes, que tienen el propósito de evitar la falsificación de esos objetos por parte de personas no autorizadas. Tales elementos de seguridad son utilizados también para marcar la autenticidad o la validez de objetos, o generalmente para permitir o facilitar la identificación de objetos. Por ejemplo, es ampliamente conocido el uso de hilos de seguridad o tiras de seguridad que pueden consistir de, entre otras cosas, un polímero recubierto de metal, en papel de seguridad, especialmente para la aplicación en billetes de banco y en documentos similares. Cuando tales tiras o hilos de seguridad son, por ejemplo, embebidos en el papel de seguridad y posteriormente se imprime el papel, el hilo o las tiras no pueden ser fácilmente discernidos con luz reflejada sino que aparece inmediatamente como una imagen oscura cuando se observa el documento con luz transmitida.
Con el propósito de garantizar y mejorar la seguridad de los artículos de seguridad contra técnicas modernas de falsificación, últimamente se ha propuesto repetidamente suministrar los elementos de seguridad con propiedades específicas, de tal manera que no solamente la sola presencia de los elementos de seguridad en sí mismos, sino la presencia de sus propiedades específicas garanticen la autenticidad del objeto asegurado (US 4.897.300; US 5.118.349; US 5.314.739; US 5.388.862; US 5.465.301. DE-A 1.446.851; GB 1.095.286). Sin embargo, en general se considera como una desventaja grave de todos estos elementos conocidos de seguridad que, o bien las marcas de autenticidad características son bastante difíciles de reconocer por parte de una persona no conocedora, o se deben utilizar instrumentos complejos para su detección. Por otro lado, los elementos de seguridad que pueden ser fácilmente reconocidos usualmente pueden ser olvidados relativamente fácilmente. Además, dentro de la naturaleza de los artículos de seguridad está que ellos sean reemplazados por nuevos productos con nuevos elementos de seguridad después de un tiempo comparablemente corto; en particular, con el propósito de reprimir la falsificación y el abuso. Por lo tanto, exista la necesidad urgente por nuevos elementos de seguridad de alta seguridad que sean fácilmente reconocidos, para aplicaciones en papel de seguridad y artículos de seguridad en general.
Por ejemplo, WO 00/19016 describe tales nuevos elementos de seguridad con base en sus propiedades dicroicas. El documento describe elementos de seguridad o segmentos incorporados en un papel o similar, cuyos elementos de seguridad muestran ya sea fotoluminiscencia polarizada lineal y/o absorción polarizada lineal. Estos elementos de seguridad proporcionan papel de seguridad y artículos de seguridad en general que se caracterizan por ser elementos de seguridad seguros,
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fácilmente reconocibles. El documento describe adicionalmente papel de seguridad y artículos de seguridad en general, cuya identificación es posible o se facilita a través de tales elementos de seguridad y también describe el desarrollo de métodos para la producción de estos artículos de seguridad y el uso de éstos últimos.
Sin embargo, surgen problemas cuando se trata de incorporar tales elementos de seguridad en el papel, ya que por una parte, los elementos tienen la tendencia a no ser lo suficientemente fijados dentro de la matriz del papel, y por la otra, se reduce la eficiencia de la polarización (absorción tanto como emisión) cuando se incorporan estos elementos en el papel. RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Para empezar, se definirán algunos de los términos más importantes:
El término artículo de seguridad se relaciona con artículos que son sustancialmente elaborados de papel a partir de un material sintético. Particularmente se relaciona, pero no exclusivamente, con portadores de datos que contienen fibra plana no tejida. En particular papel que contiene algodón ya que es muy utilizado en el campo del papel moneda como un posible artículo de seguridad. El artículo de seguridad puede ser también un artículo más complejo tal como un pasaporte, un billete, etc.
Con el propósito de describir la operación y las propiedades de las fibras fotoluminiscentes en particular cuando entra en juego la polarización, y las condiciones de los experimentos, se usarán las siguientes definiciones comunes de los diferentes ejes:
El eje polar de un polarizador o analizador lineal es la dirección del vector de campo eléctrico de la luz que es trasmitida por las películas polarizadoras. El eje polar de una fibra fotoluminiscente o de otro objeto es la dirección del vector de campo eléctrico de la luz que es emitida o absorbida por el respectivo segmento, fibra fotoluminiscente, u otro objeto.
El término segmento se utiliza para una parte de un objeto, en particular de una fibra fotoluminiscente, para el cual el grado característico de polarización y el eje polar para absorción y emisión pueden determinarse en forma apropiada.
El grado de polarización de la emisión (también llamado como grado de polarización en emisión) se expresa como la relación dicroica de la emisión (también llamada como relación dicroica en emisión). La relación dicroica de la emisión se define como la relación del espectro integrado de emisión medido a través de un polarizador (analizador) lineal con su eje polar paralelo y perpendicular al eje polar del segmento investigado, utilizando luz de excitación no polarizada.
El grado de polarización de la absorción (también llamado como grado de polarización en absorción) se expresa como la relación dicroica de la absorción (también llamada como relación dicroica en absorción). La relación dicroica de la absorción se define como la relación de la absorción medida con luz incidente polarizada en forma lineal, paralela y perpendicular al eje polar del segmento investigado o fibra fotoluminiscente, y se mide a la longitud de onda usada para excitación.
La longitud de onda de excitación se define como la longitud de onda que es utilizada para excitación óptica (para generar fotoluminiscencia) del elemento de seguridad o sus segmentos fotoluminiscentes, respectivamente. Los términos absorción y emisión se relacionan con procesos ópticos.
El objetivo de la presente invención es vencer los problemas de las fibras fotoluminiscentes del estado del arte y artículos de seguridad. En particular, la invención se relaciona con fibras fotoluminiscentes para la incorporación para su incorporación en un artículo de seguridad. Generalmente un problema de tales fibras fotoluminiscentes es que si se incorporan en un material que sirve como matriz como por ejemplo en papel o en estructuras tipo papel, la mayor parte de las fibras
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se encuentra en el material de la matriz y no cerca a la superficie del correspondiente artículo de seguridad. Ya que el objetivo real de tal fibra fotoluminiscente es ser observada por irradiación, esto significa que la mayor parte de la fibra no produce el efecto deseado.
Este problema se resuelve de acuerdo con la presente invención por medio del suministro de una fibra que tiene una sección transversal anisotrópica. Anisotrópica básicamente significa que dos ejes principales son de diferente longitud. Sorprendentemente, se ha encontrado que fibras con tales secciones transversales anisotrópicas no solo tienen la tendencia a alinearse entre sí y a disponerse más cerca a la superficie del correspondiente artículo de seguridad dentro del cual están incorporadas, sino que también están alineadas de tal manera que el eje principal largo de la sección transversal es sustancialmente paralelo a la superficie del artículo de seguridad. Esto significa que, por un lado, las fibras son más efectivas debido a su mayor cercanía con la superficie, pero también que su visibilidad es particularmente pronunciada ya que el lado ancho le da frente al observador.
La fibra fotoluminiscente se caracteriza porque el eje principal corto está entre 5 -20 µm, preferiblemente entre 10 -15 µm de largo, y en que el eje principal largo está entre 50 -150 µm, preferiblemente entre 75 -125 µm de largo. Estas dimensiones son particularmente útiles si tal fibra va a ser incorporada en una matriz como papel, por ejemplo en un papel de billete, que tiene típicamente un alto contenido de algodón. Para quedar suficientemente enlazada con el artículo de seguridad para que ambos muestren al mismo tiempo un efecto eficiente, tal fibra fotoluminiscente tiene preferiblemente una longitud inferior a 10 mm, preferiblemente en el rango de 1 a 5 mm, lo más preferible alrededor de 3 mm a 3,5 mm.
De acuerdo con una primera modalidad preferida de la presente invención, tal fibra fotoluminiscente muestra una relación de las longitudes del eje principal corto con respecto al eje principal largo de la sección transversal anisotrópica en el rango de 1:1,5 hasta 1:100. También es posible escoger que la relación esté en el rango de 1:2 hasta 1:50, preferiblemente en el rango de 1:2 hasta 1:25 ó 1:5 hasta 1:25 y lo más preferible en el rango de 1:2 hasta 1:15 ó 1:8 hasta 1:15. Típicamente, las relaciones aproximadamente de 1:8 han probado ser útiles y efectivas.
La sección transversal anisotrópica puede tener diferentes formas, y puede ser por ejemplo de forma sustancialmente ovalada, poligonal, rectangular, triangular o tipo lente.
En particular, en el contexto de las fibras fotoluminiscentes que se caracterizan por una fotoluminiscencia polarizada en forma lineal y/o una absorción polarizada en forma lineal, pueden lograrse efectos bien visibles y fácilmente detectables debido a los segmentos fotoluminiscentes embebidos.
Las fibras pueden estar incrustadas preferiblemente en un papel o en una estructura como la del papel compuesto de 30 a 99 por ciento de fibras de papel en peso seco y de 70 a 1 por ciento con base en el relleno en peso seco y opcionalmente aditivos adicionales, hasta completar el 100 por ciento. Tales aditivos pueden ser aquellos convenientemente utilizados para matrices como la del papel, por ejemplo, aglomerante, resina, tensoactivos, colorantes, agente antiespumante, y aditivos hasta suministrar por ejemplo las propiedades deseadas de superficie/impresión, etc.
Se encuentra que usualmente los problemas surgen cuando se incrustan las fibras fotoluminiscentes o en general los elementos de seguridad en un papel o en estructuras como las del papel debido al hecho de que los elementos de seguridad que están parcial o completamente enterrados bajo una capa de papel o de una matriz como la del papel, no muestran más la fotoluminiscencia esperada (polarizada linealmente) y/o la absorción (polarizada linealmente) en la medida observada para el elemento o la fibra aislada de seguridad. Sorprendentemente, sin embargo, este problema puede ser ampliamente superado cuando se ajusta el contenido en fibras de papel en el
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rango dado en la porción de caracterización. Debido a la orientación estructural y debido a las propiedades fluorescentes inherentes asociadas de las fibras de papel, y/o más bien debido a sustancias residuales presentes en fibras convencionales de papel como lignitos, resinas, ácidos abiéticos, etc., se altera el efecto deseado de los elementos de seguridad de las fibras incrustadas dentro de tales fibras de papel.
De acuerdo con una modalidad preferida, el papel o una estructura como la del papel está adicionalmente sustancialmente libre de abrillantador y/o aditivos que por sí mismos tienen propiedades fluorescentes, en particular que por sí mismos muestran fotoluminiscencia polarizada linealmente y/o absorción linealmente polarizada. En otras palabras, tales sustancias no debe estar presentes en exceso en la matriz. Existe un número bastante grande de aditivos comúnmente utilizados en la producción de papel que incluye cromóforos con propiedades fluorescentes cuando se los irradia con radiación ultravioleta. Existen por ejemplo aglomerantes con resinas particulares que exhiben tales propiedades perjudiciales para la presente solicitud. Adicionalmente, muchos de los abrillantadores comúnmente utilizados en la producción de papel o de estructuras como la del papel se basan en colorantes que incluyen cromóforos que por sí mismos tienen propiedades fluorescentes. Estos obstaculizan adicionalmente la eficiencia de las fibras fotoluminiscentes. Una clase particular de abrillantadores comúnmente utilizados son abrillantadores con base en estilbeno que tienen propiedades fluorescentes pronunciadas, y por lo tanto estos abrillantadores no deben estar presentes en tal grado que interfieran con la característica de seguridad deseada. Si tales sustancias están presentes en la matriz del artículo de seguridad, esta matriz exhibe una apariencia muy brillante cuando se irradia con radiación ultravioleta conduciendo a un contraste bajo entre la matriz y las fibras fluorescentes. Adicionalmente, en el caso de absorción polarizada linealmente o de fluorescencia polarizada linealmente, la transferencia entre estos cromóforos fluorescentes y las fibras fluorescentes puede conducir a una destrucción de la eficiencia de la polarización como puede detectarse macroscópicamente cuando por ejemplo se mira a las fibras fotoluminiscentes irradiadas, por ejemplo, a través de un filtro giratorio de polarización o se observan las fibras fotoluminscentes bajo luz polarizada linealmente.
De acuerdo con otra modalidad preferida, el artículo de seguridad se caracteriza porque el relleno tiene altas propiedades de dispersión y/o altas propiedades de absorción en el rango espectral utilizado en particular para irradiación y/o también para detección. Para mejorar los efectos particulares de polarización macroscópicamente detectables (mejorando el contraste del elemento de seguridad y la matriz) o más bien sin perturbar los efectos de polarización debidos a las fibras fluorescentes, el relleno debe ser escogido por ejemplo para absorber la mayor cantidad de radiación polarizada incidente o no polarizada como sea posible. Entre las diferentes especies útiles para este propósito, en particular, dióxido de titanio en su modificación como rutilo y/o como anatasa ha probado ser útil así como los óxidos de zinc. Un efecto benéfico particularmente pronunciado se logra cuando se emplea dióxido de titanio en su modificación como rutilo. Incluso cantidades en el rango de 0,5 a 5%, preferiblemente de 1 a 3% p/p de rutilo pueden ser suficientes para lograr el efecto deseado aún cuando otros rellenos que no tienen estas propiedades de absorción están presentes al mismo tiempo. Usualmente es suficientes menos del 5% p/p. Sin embargo debe tenerse en cuenta, que si están presentes por ejemplo aditivos o abrillantador en la matriz del artículo de seguridad que tienes propiedades fluorescentes, puede ser necesaria una cantidad más grande de relleno con las propiedades de absorción anteriormente mencionadas. Cuando se utiliza por ejemplo rutilo como relleno (al menos en una fracción como se mencionó anteriormente), la estructura como la del papel aparece completamente oscura cuando se la irradia con radiación ultravioleta lo cual significa que la
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luz incidente es completamente absorbida por este relleno. También el relleno de anatasa y de óxido de zinc muestran este efecto, pero en un grado ligeramente menor. Esto conduce a dos efectos que son particularmente convenientes en el presente contexto:
- 1.
- casi ninguna luz incidente alcanza las fibras fotoluminiscentes que están enterradas bajo una capa (delgada) de la matriz de papel evitando así que estos elementos enterrados sean irradiados por luz que no esté altamente polarizada en cada de excitación polarizada. Cuando se utiliza luz polarizada para excitación polarizada, esta polarización se pierde parcial o completamente cuando esta luz pasa a través de las capas de la matriz que contienen la fibra fotoluminiscente. Correspondientemente, la luz emitida por una fibra fotoluminiscente enterrada tampoco está altamente polarizada ya conduciendo a un enmascaramiento del efecto de brillo/oscuridad deseado cuando por ejemplo se gira el eje de polarización de la luz incidente. Lo mismo es desde luego cierto si la luz incidente no está polarizada pero si la detección se lleva a cabo utilizando un filtro de polarización (fotoluminiscencia polarizada linealmente). En este caso se reduce también en su polarización la fotoluminiscencia emitida por las fibras fotoluminiscentes que están enterradas cuando pasa a través de la capa que recubre la fibra fotoluminiscente enterrada conduciendo a un enmascaramiento o incluso a la pérdida del efecto brillo/oscuridad. Sorprendentemente, se ha observado, que si el rutilo (u otro relleno, orgánico o inorgánico, que tiene estas propiedades, es decir que absorben isotrópicamente la luz irradiada a escala macroscópica) está al menos parcialmente presente en el relleno, se puede reducir o evitar este efecto. Esto es debido a los altos efectos de dispersión de las partículas de rutilo y/o debido a las propiedades de absorción de estas partículas. El índice de refracción particularmente alto del rutilo (que es superior por ejemplo para la modificación de anatas del dióxido de titanio) es bastante conocido. Sin embargo, que esto conduzca a los efectos ventajosos en el contexto de la presente solicitud de fibras fotoluminiscentes incrustadas es un hallazgo sorprendente. Más aún cuando el tamaño de la partícula del dióxido de titanio en la modificación de rutilo no parece tener una influencia determinante en este sentido. La estructura altamente simétrica de la celda unitaria de la estructura del rutilo conduce a propiedades completamente isotrópicas cuando se irradia luz polarizada, lo cual en realidad también parece tener influencia en el presente contexto.
- 2.
- Otra ventaja de utilizar rutilo u otra sustancia funcionalmente similar al menos parcialmente como relleno es debida a la apariencia negra de una estructura como la del papel cuando se irradia con luz incrementando por lo tanto el contraste entre la matriz del papel y la apariencia de brillo/oscuridad de las fibras fotoluminiscentes.
De acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención, las fibras de papel contienen al menos parcialmente fibras sintéticas como por ejemplo fibras de polipropileno, fibras de polietileno, fibras de aramida, fibras de poliacrilonitrilo y/o incluyen al menos parcialmente fibras con base en materias primas naturales seleccionadas del grupo de las fibras de madera, fibras de algodón, fibras de hierba, fibras de celulosa, fibras de viscosa, fibras de liocel, fibras de rayón.
De acuerdo con una modalidad preferida adicional de la presente invención, la fibra fotoluminiscente se caracteriza por una absorción polarizada linealmente y/o una fluorescencia polarizada linealmente. En particular en relación con la aplicación en el campo de la detección de billetes falsos, la irradiación por ejemplo con luz ultravioleta de polarización por rotación (por ejemplo como la suministrada por una lámpara ultravioleta que está cubierta por un filtro rotatorio de polarización) se puede observar el efecto de brillo/oscuridad muy fácilmente mientras se utiliza la menor instrumentación posible.
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De acuerdo con una modalidad preferida adicional de la presente invención, la fibra fotoluminiscente se caracteriza por una relación dicroica de 2 o más en absorción y/o emisión, preferiblemente de 5 o más en absorción y/o emisión, e incluso más preferiblemente por una relación dicroica de 10 o más en absorción y/o emisión. En particular en el campo de fibras fotoluminiscentes para billetes de banco, son útiles relaciones dicroicas de más de 5. Las fibras fotoluminiscentes pueden estar distribuidas ya sea en forma homogénea dentro del papel o de una matriz como la del papel o pueden ser suministradas en arreglos particulares para mejorar adicionalmente en forma beneficiosa el efecto brillo/oscuridad. También son posibles tiras que se extienden sustancialmente a través de todo el artículo de seguridad.
En otra modalidad preferida, se puede excitar la fibra fotoluminiscente para que produzca fotoluminiscencia a través de la exposición a la radiación electromagnética de una longitud de onda entre 200 y 500 nm. La radiación ultravioleta es particularmente útil ya que dichas fuentes para el suministro de esa luz son bastante económicas y pueden ser usadas sin que ningún ser humano se dé cuenta a menos que se coloquen algunas de estas fibras fotoluminiscentes particulares con tintas particulares cerca de dicha luz.
Existen diferentes materiales portadores que son particularmente adecuados para la formación de dichas fibras fotoluminiscentes si estas deben mostrar absorción polarizada linealmente y/o emisión polarizada linealmente (fluorescencia). El material portador que transporta la tinta fotoactiva debe permitir la incorporación de la tinta conduciendo a un efecto de polarización macroscópico. Usualmente eso requiere que el portador permita una incorporación/incrustación orientada de la tinta lo cual significa que usualmente debe tener algún orden estructural en la orientación que puede ser logrado por ejemplo por medio de estiramiento. Para especies cristalinas, este orden altamente orientado se puede medir, por ejemplo, por medio de difracción de rayos X de ángulo ancho, donde el orden debe poder ser caracterizado por la mitad del ancho a media altura de menos de 25 grados, preferiblemente de menos de 15 grados, e incluso más preferiblemente de menos de 10 grados. Otro mecanismo posible que permite una adsorción orientada del colorante sobre la superficie del portador de seguridad puede ser una superficie particularmente estructurada en forma orientada de dicho portador, por ejemplo a través de grafoepitaxia. Por un lado, se pueden elaborar las fibras fotoluminiscentes de un portador polimérico, preferiblemente polietileno, polipropileno, policarbonato, poliéster, poliamida, poliacrilonitrilo, polivinil alcohol, aramida, u otros materiales utilizados por ejemplo en el campo de las fibras textiles, o mezclas de los mismos, coloreadas con un tinte fotoluminiscente. Por otro lado, se pueden elaborar dichas fibras fotoluminiscentes a partir de un portador coloreado con base en celulosa con un colorante fotoluminiscente. Este portador es particularmente conveniente ya que las fibras u otras fibras fotoluminiscentes elaboradas a partir de tal portador proporcionan propiedades superficiales que permiten una incrustación fácil y firme dentro de una matriz común de papel con base en celulosa. Las fibras con base en celulosa muestran el mismo comportamiento con respecto al enlazamiento de hidrógeno que el material que es utilizado para la matriz de papel, garantizando así una unión firme con esta matriz particular de papel. Especialmente, se puede elaborar dicha fibra fotoluminiscente a través de viscosa, o liocel. La fibra puede estar por ejemplo en forma de fibras con una longitud de 0,5 a 25 mm, preferiblemente de 1,0 a 10 mm con 1 a 50 dtex, preferiblemente con 5 a 20 dtex, las cuales pueden ser incorporadas/incrustadas dentro de una matriz de papel.
La forma particular de la sección transversal de las fibras se puede obtener por medio del uso de boquillas de extrusión con la forma adecuada correspondiente.
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Generalmente también son posibles fibras textiles con más de 1 dtex. También son particularmente muy adecuadas, debido a su alto grado de orientación y debido a su facilidad con respecto a la coloración, las fibras de liocel obtenidas por medio del proceso NMMO, tal como aquellas fabricadas por ejemplo por Lenzing. Se pueden lograr efectos particularmente diferentes si las fibras están lo menos distorsionadas posibles y muestran la menor fibrilación posible. También es muy conveniente una alta transparencia de las fibras.
Los elementos de seguridad pueden ser también modelados o bien modificados después del proceso de coloración/estiramiento, por ejemplo para destruir el efecto de polarización en ciertas regiones. Esto se puede lograr por medio de métodos tales como calentamiento local de tal manera que se pierda el orden estructural en la región calentada debido a la fundición que conduce a una distribución isotrópica del colorante en estas regiones (llamado realce). Otra posibilidad es irradiar regiones seleccionadas de los elementos de seguridad coloreados con radiación de alta energía (ultravioleta) lo que conduce a la destrucción de los cromóforos y por lo tanto al blanqueamiento posterior de las regiones irradiadas. Ambos métodos permiten el diseño de formas particulares, tiras, caracteres, logos, etc., sobre los elementos de seguridad añadiendo el efecto de aseguramiento de tales elementos.
De acuerdo con otra modalidad preferida adicional, el papel o una estructura como la del papel está compuesta de 80 a 97 por ciento en peso seco de fibras y de 20 a 3 por ciento en peso seco de relleno y opcionalmente aditivos, hasta completar un 100 por ciento total.
Otras modalidades preferidas de la fibra fotoluminiscente de acuerdo con la presente invención son descritas en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención se relaciona adicionalmente con la aplicación de un artículo de seguridad como se describió anteriormente para objetos cuya falsificación debe hacerse difícil o imposible, o para un objeto seleccionado del grupo que consiste de billetes de banco, cheques, acciones, bonos, documentos de identidad, pasaportes, licencias de conducción, boletos, estampillas, tarjetas bancarias y tarjetas de crédito.
Adicionalmente, la presente invención también se relaciona con procesos para la producción de artículos de seguridad, caracterizados porque al menos una fibra con sección transversal anisotrópica se tiñe con un colorante fotoluminiscente preferiblemente antes o después de su orientación estructural, se tiñe y se la incrusta luego en una matriz como la del papel. Como se mencionó anteriormente, la fibra/segmento fotoluminiscente puede ser posteriormente tratado también en ciertas regiones para modificar o borrar selectivamente el efecto de polarización en estas regiones.
Con relación a la incrustación/incorporación de fibras fotoluminiscentes en una matriz como la del papel, esto se puede lograr por medio del uso de técnicas convencionales para la elaboración del papel. Sin embargo, también es posible introducir las fibras fotoluminiscentes únicamente en ciertas capas, preferencialmente en las capas superficiales del artículo de seguridad (por ejemplo un papel de múltiples capas o portador de datos) para evitar que un gran número de fibras se entierre dentro del artículo de seguridad sin dar lugar sustancialmente a la fluorescencia deseada y/o a los efectos de polarización. Tal papel de múltiples capas puede ser producido por ejemplo por medio de laminación de 2 cajas de flujo inmediatamente por detrás de las 2 cubas/cilindros, donde únicamente uno de ellos incluye fibras de polarización. Adicionalmente puede ser posible la incorporación de fibras en un recubrimiento particular que cubre un artículo de seguridad. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
En los dibujos acompañantes se muestran modalidades preferidas de la invención en las cuales:
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- La Figura 1
- a) es una vista en perspectiva de una fibra fotoluminiscente de acuerdo con el estado
- del arte que incluye una vista ampliada de un segmento recto; b) muestra fibras de
- acuerdo con la figura 1a) como las incorporadas en un artículo de seguridad en una
- representación ortogonal en secciones con la superficie del artículo de seguridad;
- La Figura 2
- a) -h) son vistas de secciones transversales anisotrópicas de fibras; y
- La Figura 3
- a) muestra fibras de acuerdo con la figura 2 como las incorporadas en un artículo de
- seguridad en una representación ortogonal en secciones con la superficie del artículo
- de seguridad; b) una representación ortogonal en secciones con la superficie del
- artículo de seguridad ortogonal para revisar de acuerdo con la figura 3a).
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTE INVENCIÓN
La figura 1a) muestra una fibra fotoluminiscente 1 de acuerdo con el estado del arte. Tales fibras fluorescentes o fosforescentes son ampliamente utilizadas para ser incorporadas en un papel o en estructuras como las del papel para volverlas papeles de seguridad. Los artículos que cuentan con tales fibras fotoluminiscentes 1 en su matriz revelan, si se las irradia con la correspondiente radiación electromagnética, generalmente en el rango UV, las fibras, que de otra manera son invisibles. Para intensificar los efectos, normalmente se colorean estas fibras 1 en forma diferente. Como se visualiza en la figura 1a), estas fibras tienen generalmente una sección transversal casi circular 3 y pueden ser inclinadas o rectas (ver en particular el segmento 2). Si tal fibra fotoluminiscente 1 es incorporada en un artículo de seguridad 4 como por ejemplo un papel de billete de banco, las fibras, que forman parte de la pulpa de la cual está hecho el papel, están dispuestas en forma aleatoria dentro de la matriz. Esto significa que generalmente únicamente una pequeña fracción 5 de las fibras 1 está cerca a una de las dos superficies 6 ó 7, mientras que una fracción más grande 8 de las fibras está enterrada dentro de la matriz del artículo de seguridad 4. Esto garantiza por un lado que las fibras se fijen bien a la matriz del artículo de seguridad 4, pero por otro lado se obstaculiza la visibilidad del efecto de fluorescencia debido al hecho de que la mayor parte de las fibras está enterrada dentro de la estructura del papel.
Sorprendentemente se ha encontrado que la alineación de las fibras dentro de tal estructura 4 puede estar influenciada por un cambio de la sección transversal de dicha fibra 12. Si se permite que la fibra 12 tenga una sección transversal anisotrópica, es decir una sección transversal que muestre un eje principal largo y un eje principal corto, tales fibras se alinean como se muestra en la figura 3. Las fibras 12 no solamente se alinean cerca a las superficies 6 ó 7 del artículo de seguridad 4 debido al proceso de producción del papel, sino que ellas se alinean también de tal manera que su ancho máximo queda expuesto en la superficie, y por lo tanto al observador. Esto significa que los ejes principales largos de las secciones transversales anisotrópicas están generalmente alineadas sustancialmente en forma paralela con las superficies 6, 7. Esto conduce a un mejoramiento sustancial de la visibilidad de los efectos de fluorescencia, particularmente si las fibras fluorescentes muestran absorción polarizada linealmente y/o fluorescencia polarizada linealmente, y si tal artículo de seguridad es visto bajo un polarizador rotatorio o si es irradiado con luz que muestra dirección de polarización rotatoria.
Las figuras 2a) -h) muestran diferentes formas posibles de sección transversal anisotrópica. En aras de una presentación fácil, la relación del eje principal corto 10 con respecto al eje principal largo 11 ha sido escogido siempre en el rango de 1:2 a 1:4. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que esta relación puede exceder también estos valores y ser por ejemplo de 1:8, como se lleva a cabo cuando el lado corto de la forma rectangular (consultar por ejemplo la figura 2b) está en el rango de 10 a 15 µm mientras que el lado largo de la forma rectangular es aproximadamente de 100 µm. Se escoge preferiblemente que la longitud sea aproximadamente de 3 mm o 3,5mm.
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La presente invención se basa adicionalmente en el hallazgo de que los materiales fotoluminiscentes que se caracterizan por fotoluminiscencia polarizada linealmente o una absorción polarizada linealmente o ambos y puedan ser elaborados en una forma, puedan ser empleados para producir fibras fotoluminiscentes que puedan ser utilizadas para la producción de papel de seguridad y de artículos de seguridad en general. Sin embargo, pueden surgir problemas cuando se incrustan las fibras fotoluminiscentes en papel o en algún otro artículo de seguridad debido al hecho de que esta matriz puede reducir o alterar la eficiencia de los efectos fotoluminiscentes que pueden ser observados.
El hecho general de que ciertos materiales luminiscentes puedan exhibir absorción y emisión polarizadas linealmente ha sido conocido durante largo tiempo; estos efectos han sido observados primero en cristales inorgánicos (E. Lommel, Ann. d. Physik und Chemie, Vol. 8, pp. 634 -640 (1879)) y más tarde en mezclas orientadas de polímeros dúctiles y en materiales luminiscentes de bajo peso molecular (A. Jablonski, Acta Phys. Polon., Vol. A 14, pp. 421 -434 (1934)). Ya que se ha descrito que una cantidad de materiales exhibe absorción y emisión polarizadas linealmente (J. Michl y colaboradores "Spectroscopy with polarised light" (1986), VCH Publishers, New York) incluyendo, por ejemplo, mezclas orientadas de polímeros dúctiles y materiales fotoluminiscentes oligoméricos con un componente significativo de un solo eje (M. Hennecke y colaboradores, Macromolecules, Vol. 26, pp. 3411 -3418 (1993)), polímeros fotoluminiscentes orientados (P. Dyreklev y colaboradores, Adv. Mater., Vol. 7, pp. 43 -45 (1995)) o mezclas de los mismos y un polímero dúctil (patente estadounidense No. 5.204.038; T. W. Hagler y colaboradores, Polymer Comm., Vol. 32, pp. 339 -342 (1991); Ch. Weder y colaboradores, Adv. Mater., Vol. 9, pp. 1035 -1039 (1997)), sistemas cristalinos líquidos (N. S. Sariciftci y colaboradores, Adv. Mater., Vol. 8, p. 651 (1996); G. Lüssem y colaboradores, Adv. Mater., Vol. 7, p. 923 (1995)) o materials fotoluminiscentes orientados que crecen sobre sustratos orientados (K. Pichler y colaboradores, Synth. Met., Vol. 55 -57, p. 454 (1993); N. Tanigaki y colaboradores, Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 267, p. 335 (1995); G. Lüssem y colaboradores, Liq. Cryst., Vol. 21, p. 903 (1996); R. Gill y colaboradores, Adv. Mater. Vol. 9, pp. 331 -334 (1997)). También se han descrito recientemente materiales que se caracterizan por una absorción esencialmente no polarizada pero una emisión polarizada linealmente (C. Weder y colaboradores, Nature, Vol. 392, p. 261; Solicitud de Patente Europea 98101520.9). Se pueden obtener materiales similares que se caracterizan por una emisión esencialmente no polarizada pero una absorción polarizada linealmente (Solicitud de Patente Europea 97111229.7; Solicitud de Patente Europea 98101520.9).
A tales materiales puede dárseles una forma apropiada y ser utilizados para la producción de elementos de seguridad que pueden ser empleados para la producción de papeles de seguridad y otros artículos de seguridad.
En caso de segmentos fotoluminiscentes, puede ser conveniente si la luz día normal no conduce o solo lo hace débilmente, a excitación del material luminiscente. En contraste, puede ser conveniente si se emplea una fuente de luz adicional que emita, por ejemplo, en el rango UV, con el propósito de estimular la fotoluminiscencia de la fibra. La fotoluminiscencia polarizada linealmente de tales fibras conduce a la situación de que la luz emitida es absorbida por un polarizador externo (analizador) más o menos fuertemente, dependiendo de la orientación del eje polar del polarizador (analizador) y el eje polar del segmento. Esto, por ejemplo, en el caso de inspección a simple vista (y a través de un polarizador/analizador), puede conducir a un fuerte contraste de brillo/oscuridad. Desde luego, este efecto puede ser detectado también con sensores adecuados. La absorción polarizada linealmente de tales fibras, en forma similar, conduce a la situación en la que la luz de excitación polarizada linealmente que, por ejemplo, puede ser generada por una fuente de luz externa en combinación con un polarizador lineal, es absorbida con una fuerza desigual por la fibra; dependiendo de la orientación del eje polar de la luz de excitación y el eje polar de la fibra.
El término segmento se utiliza para una parte de una fibra para el cual el grado característico de polarización y el eje polar para absorción y emisión se puede determinar en forma apropiada. Es obvio para alguien capacitado en el arte que la forma y el tamaño de estos segmentos puede variar de un caso a otro y que la medición de la polarización de absorción y de emisión se puede llevar a cabo con una variedad de montajes experimentales, por ejemplo espectrómetros convencionales, métodos microscópicos, etc. Si, por ejemplo, se considera que una fibra con base en el mismo material fotoluminiscente de un diámetro de 0,5 mm y una longitud de 20 cm que está formada en un círculo es una combinación de muchos segmentos, es debido a que las mediciones de polarización exhiben una fuerte dependencia posicional. Desde luego, este elemento también exhibe efectos ópticos, análogos a aquellos descritos anteriormente y de acuerdo con la presente invención, que pueden ser descritos por medio de una combinación de segmentos individuales. Colorantes:
Las fibras fotoluminiscentes en artículos de seguridad de acuerdo con la presente invención incluyen uno o más colorantes luminiscentes en concentraciones apropiadas y de propiedades adecuadas, es decir, que si se desea también provocan las características de polarización. Usualmente los colorantes únicamente tienen características de polarización anisotrópica en absorción o emisión si el cromóforo subyacente también es estructuralmente anisotrópico. Los colorantes luminiscentes adecuados pueden encontrarse, por ejemplo, en las Solicitudes de Patente Europea Nos. 97111229 y 98101520.9 y en las solicitudes de patente y publicaciones citadas allí.
Además, se pueden utilizar los siguientes colorantes: 1,4-Bis(5-fenil-2-oxazolil)benceno (POPOP, Fluka 15150), 4,4’-Bis(2-benzoxazolil)estilbeno (Uvitex OB ONE, Aldrich 368590), Pergasol Flavin 7G (disponible también bajo el nombre comercial Pergasol Gelb GA de Ciba Speciality Chemicals o bajo el nombre comercial Solophenylflavin 7 GFF; C I Direct Yellow 96), Tinopal ABP líquido (particularmente adecuado para elementos con base en celulosa y para elementos con base en un portador sintético polar, también disponible bajo el nombre comercial Blankophor P, Bayer, Leverkusen; abrillantador fluorescente C I 220), Oxonol 595 (Aldrich 44052-3), Keystone Fluorescent Yellow 10G (disponible a través de Keystone Aniline Corp, Chicago, IL 606112). Adicionalmente, una cantidad de colorante tipo azo tales como Rojo Congo y Rojo Sudan B son particularmente adecuados para el efecto descrito en absorbancia. La escogencia de estos colorantes para materiales portadores particulares para las fibras puede hacerla la persona capacitada en el arte con base en la consideración usual de la compatibilidad/polaridad del colorante y del portador. Generalmente, pueden encontrarse por ejemplo colorantes adecuados adicionales en el campo de colorantes láser y de colorantes para fluoroinmunoensayos.
Otros colorantes luminiscentes adecuados pueden encontrarse entre abrillantadores ópticos como los usados en la industria textil o del papel. Muchos abrillantadores ópticos tienen características de polarización como las requeridas de acuerdo con la presente invención y pueden ser utilizadas por lo tanto para la coloración de los elementos de seguridad. Los productos posibles son por ejemplo Blankophor (R) P (líquido), que es un derivado del ácido 4,4’-Diamino-estilbeno-2,2’disulfónico (disponible con Bayer, Leverkusen). Este abrillantador óptico produce efectos fluorescentes azules y es particularmente adecuado para elementos colorantes con base en celulosa, es decir liocel, rayón o hilos de viscosa, fibras, etc. y aquellos con base en polímeros sintéticos polares tales como aramida, poliamida, polivinil alcohol y similares. Otro abrillantador ópticos adecuado es Uvitex OB-One, que es un 4,4’-bis(benzoxazol-2il)estilbeno (disponible con Ciba Speciality Chemicals). Este abrillantador óptico también produce efectos fluorescentes azules después de excitación en el rango ultravioleta y es particularmente útil para elementos de coloración con base en un portador polimérico menos polar (polipropileno, polietileno, etc.).
Otros colorantes adecuados generalmente corresponden a colorantes para textiles con base en estilbeno u otros colorantes textiles. La unidad de estilbeno conduce a las propiedades anisotrópicas de absorción o emisión debido a su geometría anisotrópica. Desde luego, también otros colorantes utilizados en la industria textil con un cromóforo anisotrópico no basado en la unidad de estilbeno pueden ser convenientemente utilizados. Un colorante particular utilizado en la industria textil que es particularmente útil para coloración de elementos de seguridad con base en celulosa, a saber, liocel, rayón o viscosa, se encuentra disponible balo el nombre Pergasol Gelb 8 GA, que es un colorante de estilbeno (disponible con Ciba Speciality Chemicals). Este colorante también puede ser excitado en el rango ultravioleta que conduce a la emisión de radiación a amarilla. La absorción así como la emisión pueden ser polarizadas.
Otros colorantes adecuados son colorantes inorgánicos de iones metálicos de transición que también tienen propiedades de absorción y/o de emisión polarizadas.
Desde luego, se pueden utilizar también mezclas de los colorantes anteriormente mencionados.
En términos generales, se debe tener cuidado de que el material no tenga alguna capa/recubrimiento que perturbe o incluso que aniquile los efectos de polarización cuando se incorpora/incrusta/adsorbe un colorante o que evite u obstaculice la incrustación/adsorción orientada. En particular en el caso de las fibras, y aún más particularmente en el campo de las fibras textiles, los recubrimientos finales son bastante comunes, y estos pueden tener que ser lavados antes del proceso de coloración. Por ejemplo en el caso de fibras textiles, el así llamado avivamiento preferiblemente debe ser removido si el material utilizado interfiere con el efecto deseado de orientación. También, estas capas pueden contener abrillantadores, colorantes y otros aditivos que pueden tener el mismo efecto nocivo que los abrillantadores y aditivos posiblemente presentes en la matriz del artículo de seguridad. Material portador para las fibras:
Como se mencionó anteriormente, el material portador que transporta el colorante debe permitir una incorporación del colorante conduciendo al efecto macroscópico de polarización, que puede ser observado a simple vista o por medio de un detector particular. Usualmente esto requiere que el portador permita una incorporación/incrustación orientada del colorante lo que a su vez significa que debe usualmente tener algún orden estructural de orientación que puede ser logrado por ejemplo por medio de estiramiento. Este orden altamente orientado se puede medir por ejemplo por medio de difracción de rayos X de ángulo ancho, donde el orden debe poder ser caracterizado por la mitad del ancho a media altura de menos de 20 grados, preferiblemente de menos de 15 grados, e incluso más preferiblemente de menos de 10 grados o incluso 7 grados. Otro mecanismo posible que permite una adsorción orientada del colorante sobre la superficie del portador de seguridad puede ser una superficie particularmente estructurada en forma orientada de dicho portador. Material portador con base en el polímero:
Entre los materiales poliméricos adecuados en el contexto de la presente invención y también en general para la producción de fibras con emisión o absorción polarizada están los siguientes:
De acuerdo con una modalidad particular, el polímero portador permite la fabricación de mezclas que contienen al menos un colorante PL y al menos un polímero portador por medio de una mezcla fundida, a la cual se le puede dar forma por medio de un proceso de fundición. La producción del portador polimérico puede ser llevada a cabo sin embargo también por medio de diferentes métodos como fundición o hilado de la solución.
Hemos encontrado que poliolefinas semicritalinas tales como polietileno, polipropileno, por ejemplo, son útiles como polímero portador en modalidades preferidas de la presente invención. Por ejemplo, hemos encontrado que si por ejemplo se utiliza polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) como polímero portador, se pueden fabricar elementos de seguridad, de acuerdo con la presente invención, que exhiben relaciones dicroicas inusualmente altas en absorción. Otros ejemplos de polímeros amorfos o semicristalinos que son preferiblemente utilizados como polímero portador en modalidades preferidas de la presente invención, son haluros de polivinilideno, poliésteres, y poliamidas, poliacrilonitrilos, polivinilalcoholes, aramidas, policarbonatos, etc., y mezclas de los mismos. En el contexto de la presente invención, se pueden utilizar también copolímeros como el polímero portador, por ejemplo copolímeros de etileno/propileno, etc. El peso molecular del polímero portador empleado puede variar dentro de amplios límites. Los polímeros que tienen pesos moleculares más bajos tienen, como norma, buenas características de procesamiento del fundido. Por otro lado, se conoce en el arte, que la relación máxima obtenible por extracción usualmente se incrementa con el peso molecular. Como otra norma, se utilizan polímeros lineales de preferencia a causa de su alto grado de orientabilidad. Alguien capacitado en el arte debe ser capaz de seleccionar el polímero portador correcto, dependiendo de la aplicación prevista y del colorante empleado. La orientación dentro del polímero se puede lograr, por ejemplo por extracción antes o durante el proceso de producción de las fibras/hilos. Usualmente, se puede incorporar el colorante dentro de estas fibras ya sea antes o después de la extracción, y se puede introducir el colorante ya sea dentro de la fibra por medio de un proceso de difusión o en solución.
Por ejemplo, se utilizan polipropileno orientado (por ejemplo, polipropileno isotáctico, Polysciences; polipropileno Fina 3374; REO Flock&Faser, por ejemplo crudo, 5 mm, 17 dtex), polivinil alcohol (por ejemplo Aldrich 36, 315-4 98 -99%, peso molecular 85000 -146000), fibras o hilos de aramida en longitudes entre 0,5 a 20 mm, preferiblemente de 1 a 5 mm, con 1 a 50 dtex, preferiblemente entre 5 y 20 dtex. Material portador con base en celulosa:
También son posibles como material para el portador de las fibras estructuras a base de celulosa con orientación adecuada. Estos incluyen entre otros celofán, liocel, viscosa, rayón, etc. Son adecuados hilos de viscosa con longitudes entre 1 y 10 mm con 2 a 20 dtex. En particular productos como Bocell (Akzo Nobel), Fortisan (CERMAV), fibra y corte de Tencel (CERMAV) Flax, Ramie, viscosa polimérica (todos CERMAV). En particular ciertas fibras Bocell, Fortisan y Tencel muestran alta orientación y se encontró que eran adecuadas para las aplicaciones presentes-
Particularmente adecuados son también las fibras/hilos de liocel como los fabricados por Lenzing. Estas se encuentran disponibles bajo el nombre comercial Lenzing-Lyocell y muestran un alto grado de orientación con poca fibrilación y poco arrugado. Estas fibras pueden ser fácilmente coloreadas lo que conduce a absorción polarizada y/o emisión polarizada de los colorantes adsorbidos/incorporados y pueden por lo tanto ser utilizados no solamente para la incorporación en los artículos de seguridad de acuerdo con la presente invención sino también para muchas otras aplicaciones. Estas otras aplicaciones pueden ser por ejemplo en el campo de ropa, textiles, prendas de vestir, etiquetas tejidas y no tejidas, películas, tarjetas de crédito, etc.
En general en el contexto de las fibras (sintéticas o naturales) debe señalarse que deben removerse preferiblemente posibles recubrimientos que interfieran con los presentes efectos de polarización, que las fibras deben ser preferiblemente transparentes en el rango visible, y que las fibras debe estar libres de defectos y de distorsiones tales como torceduras en la medida de lo posible. Preferencialmente, si están presentes torceduras, los segmentos rectos deben ser más largos que la longitud típica para la detección del efecto de polarización. Por lo tanto, en caso de observación a simple vista, que usualmente permite una resolución de aproximadamente 10 µm, la mayoría de los segmentos rectos deben ser preferiblemente más largos que esta unidad. Si este no es el caso, no puede reconocerse fácilmente el efecto de brillo/oscuridad a simple vista.
Para la incorporación en una matriz de papel como por ejemplo en un billete de banco, tales fibras deben estar altamente orientadas (la dispersión de rayos X de ángulo ancho tiene un ancho a media altura de menos de 10 grados), debe tener una superficie limpia, es decir lisa, debe estar libre de defectos y de torceduras, es decir debe ser recta, debe tener una longitud entre 3 y 5 mm y un espesor en el rango de 10 a 40 dtex, preferiblemente en el rango de 17 dtex. También es posible mezclar portadores naturales con sustancias poliméricas como se mencionó anteriormente y extruirlas juntas en su forma final de un hilo, barra, cinta, película, etc.
Los elementos de seguridad coloreados pueden ser tratados después del proceso de coloración por medio de método como repujado y/o por medio de blanqueo de ciertas regiones utilizando una radiación de alta energía que destruye los cromóforos en estas regiones (llamados patrones). Tratamiento de la superficie de las fibras:
Con el propósito de permitir una mejor incrustación/fijación de las fibras en el artículo/papel de seguridad, se puede modificar en particular la superficie de las fibras/hilos con base polimérica o también la superficie de elementos con base en materia prima natural recubierta con polímero. Desde luego, las fibras a base de celulosa usualmente no necesitan este tratamiento superficial como por ejemplo para la incrustación de tales fibras en las posibilidades de enlazamiento de hidrógeno del papel común a base de celulosa, están inherentemente disponibles en este portador. Principalmente, esto es algunas veces necesario para permitir una mejor interacción (por ejemplo a través de enlaces de hidrógeno) entre la superficie de la fibra/hilo y la matriz circundante del artículo/papel de seguridad. Los métodos posibles de modificación son fluoración (que se lleva a cabo en fase líquida o en fase gaseosa), aguafuerte con naftalinato de sodio (inmersión en una solución) o modificación de la superficie con plasma y similares. Estos métodos tienen por objeto introducir posibilidades mecánicas de unión de las fibras/hilos en la matriz del artículo/papel de seguridad o introducir grupos polares en la superficie con el propósito de permitir la formación de enlaces de hidrógeno entre el material de la matriz y la fibra/hilo polimérico. La efectividad del tratamiento de la superficie puede ser fácilmente revisada por medio de la medición del ángulo de contacto/de la capacidad de humectación. Coloración de las fibras:
Los métodos adecuados para la preparación de fibras para la aplicación de acuerdo con la presente invención pueden encontrarse, por ejemplo, en las solicitudes de Patente Europea 97111229.7 y 98101520.9 en las solicitudes de patente y publicaciones citadas allí. Como será evidente a partir de los siguientes ejemplos, las fibras o segmentos de tales fibras para la aplicación en artículos de seguridad de acuerdo con la presente invención pueden ser producidos por medio de formación anisotrópica de mezclas dúctiles. Como se mencionó anteriormente, se puede llevar a cabo la coloración ya sea antes de la deformación de los elementos de seguridad para introducir el orden estructural necesario para los elementos de seguridad coloreados para que exhiban propiedades de polarización, o se puede introducir el colorante en o sobre el portador orientado del elemento de seguridad. Principalmente, son posibles diferentes procesos de coloración, de los cuales los particularmente útiles son los procesos de coloración a base de difusión y los procesos de coloración a base de solvente.
Usualmente se disuelve el colorante en un solvente adecuado (la escogencia del solvente o de la mezcla de solventes depende de la polaridad del colorante y de la fibra/hilo que va a ser tratado), se añaden posteriormente las fibras y esta mezcla es luego mantenida ya sea quieta o agitada y/o calentada y/o mantenida a reflujo durante un cierto período de tiempo. En caso de un material portador a base de celulosa, las fibras/hilos pueden tener que ser calentadas durante varias horas por ejemplo al vacío antes del proceso de secado. Después de remover las fibras/hilos (por ejemplo por medio del uso de un filtro) y lavadas una vez o repetidamente ya sea con el mismo solvente u otro solvente. Para colorantes menos polares y matrices poliméricas para los elementos de seguridad pueden utilizarse solventes como tolueno, benceno, N-metil-pirrolidona, xileno y similares o mezclas de estos solventes para los procesos de coloración. Para colorantes polares y matrices a base de celulosa se puede utilizar agua convenientemente como el solvente paro también son posibles otros solventes polares.
Otros posibles mecanismos de coloración pueden ser deposición en forma de vapor del colorante.
Debe tenerse cuidado cuando se colorean los elementos de seguridad ya que para cierto material portador y combinaciones de colorantes, un exceso de colorante puede conducir a un debilitamiento del efecto de polarización.
En particular, en el caso de fibras de Lyocell Lenzing se puede utilizar agua y el proceso de coloración se lleva a cabo preferiblemente a temperaturas elevadas tales como por encima de 80 grados Celsius lavando las fibras coloreadas aisladas de dos a tres veces utilizando agua aproximadamente a la misma temperatura. Las fibras resultantes muestran un alto grado de polarización en absorción así como en emisión y pueden por lo tanto ser utilizadas también para otros propósitos diferentes a la incorporación/incrustación en artículos/papeles de seguridad como se reivindica dentro de esta solicitud. Método para incorporación de las fibras en papel o similares:
El concepto básico puede aplicarse principalmente para todos los artículos de seguridad y papeles de seguridad del estado del arte que incluyen al menos un elemento de seguridad que sea comparable con aquel divulgado aquí, aparte, desde luego, de la fotoluminiscencia polarizada linealmente, absorción o ambos. Por ejemplo, se pueden elaborar papel de seguridad, en los cuales se incrustan una o múltiples fibras fotoluminiscentes. Si se utilizan una multitud de tales fibras, ellas pueden exhibir también diferentes colores de emisión y pueden estar dispuestas en ciertos patrones, por ejemplo, con una disposición específica de sus ejes polares. Las fibras pueden exhibir diferentes formas; por ejemplo, ellas pueden ser rectas o rizadas, lo cual conduce a diferentes efectos ópticos. Fibras de papel:
Las fibras que pueden ser utilizadas en el presente contexto son fibras sintéticas así como fibras con base en materias primas naturales. En caso de fibras con base en materias primas naturales, se pueden utilizar por ejemplo fibras con base en madera (pulpa química de madera), fibras de algodón, fibras de hierba, fibras de celulosa, fibras de viscosa, fibras de liocel, fibras de rayón, y mezclas de estas fibras. Debe observarse también que estas fibras usualmente muestran algún grado de orientación y pueden influenciar los efectos de polarización de los elementos de seguridad que son incrustados dentro de una matriz como la del papel. Por lo tanto, hay que hacer una escogencia cuidadosa así como una cantidad cuidadosamente escogida de estas fibras para un efecto óptimo.
Preferiblemente se muelen las fibras hasta un rango de longitud de 0,4 a 4 mm, preferiblemente hasta una longitud en el rango de 0,6 a 1,2 mm. Relleno:
Se pueden utilizar un gran número de rellenos para que una estructura como la del papel porte el elemento de seguridad. Usualmente se añaden los rellenos debido a su bajo precio, y para producir ciertas propiedades tales como opacidad, rigidez, propiedades de impresión, etc. Por ejemplo, pueden utilizarse dióxido de titanio ya sea en su modificación como rutilo o en su modificación como anatasa así como óxido de zinc así como sulfuro de zinc, litopón (sulfuro de zinc y sulfato de bario), caolín, silicatos, carbonatos y similares. Para mejorar los efectos particulares de polarización o más bien para no perturbar los efectos de polarización debidos a los elementos de seguridad, se puede escoger el relleno para que absorba tanta radiación incidente polarizada o no polarizada como sea posible. Por ejemplo, el uso de dióxido de titanio en su modificación como rutilo o como anatasa así como sulfuro de zinc ha probado ser particularmente útil. En particular, cuando se utiliza rutilo como relleno o al menos se lo añade al relleno en una cantidad suficiente usualmente de 1 a 2% (este porcentaje, como se mencionó anteriormente, algunas veces siendo preferencialmente mayor en caso de la presencia adicional de ciertas resinas, abrillantadores y similares en la matriz), una estructura como la del papel aparece completamente oscura cuando es irradiada con irradiación ultravioleta lo cual significa que la luz incidente es completamente absorbida por este relleno. Alternativamente es posible colorear intensivamente el papel en la masa. También es posible incorporar absorbentes orgánicos u otros inorgánicos de ultravioleta dentro de la matriz para lograr los mismos resultados, es decir para eliminar toda la radiación ultravioleta irradiada que no es recogida por una fibra particular. Esto conduce a dos efectos que son particularmente convenientes en este contexto:
Primero que todo, casi ninguna luz incidente alcanza los elementos de seguridad que están enterrados bajo una capa de la matriz del papel evitando así que estos elementos enterrados sean irradiados por luz que no esté altamente polarizada en caso de excitación polarizada. Cuando se utiliza luz polarizada para excitación polarizada, la polarización se pierde parcial o completamente cuando esta luz pasa a través de capas de la matriz que portan el elemento de seguridad. De la misma forma, la luz emitida por los elementos de seguridad enterrados tampoco está ya altamente polarizada conduciendo a un enmascaramiento del efecto deseado de brillo/oscuridad cuando se rota por ejemplo el eje de polarización de la luz incidente. Lo mismo es cierto desde luego si la luz incidente no se polariza sino si la detección se lleva a cabo utilizando un filtro de polarización. En este caso la fotoluminiscencia polarizada linealmente emitida por los elementos de seguridad que están enterrados se reduce también en su polarización cuando pasa a través de la capa que cubre al elemento de seguridad enterrado conduciendo a un enmascaramiento o incluso a una pérdida del efecto de brillo/oscuridad. Sorprendentemente, se ha observado, que si se utiliza rutilo (o en una menor medida también anatasa u óxido de zinc) como relleno o al menos se añade en forma suficiente al relleno, este efecto puede ser evitado. Esto es debido a los altos efectos de dispersión de las partículas de rutilo y/o debido a las propiedades de absorción de estas partículas. El índice de refracción particularmente alto del rutilo (que es mayor que para la modificación con anatasa) es bien conocido. Sin embargo, que esto conduzca a los efectos ventajosos en el contexto de la presente solicitud de elementos de seguridad incrustados es un hallazgo sorprendente. Más aún cuando el tamaño de partícula del óxido de titanio en la modificación con rutilo no parece tener la influencia determinante en este asunto. Adicionalmente, la estructura altamente simétrica de la celda unitaria de la estructura del rutilo conduce a propiedades completamente isotrópicas cuando se irradia con luz polarizada.
16 Otra ventaja de utilizar rutilo como relleno se debe a la apariencia negra de una estructura como la del papel cuando se irradia con luz incrementando así el contraste entre la matriz del papel y los elementos de seguridad. Como se mencionó anteriormente, la cantidad por ejemplo de rutilo efectivamente necesaria para lograr el efecto anterior puede depender de otras sustancias posiblemente presentes en la matriz. Estas son sustancias que por sí mismas tienen efectos fluorescentes en el sentido de que ellas absorben luz ultravioleta y posteriormente emiten luz visible conduciendo a una apariencia brillante de la matriz. Usualmente 1 a 2% p/p de rutilo es suficiente para proveer el opacamiento requerido del ultravioleta. Generalmente, se logran efectos óptimos si cuando se irradia con luz ultravioleta de aproximadamente 365 nm con un ancho de banda de excitación de aproximadamente más/menos 15 nm y un poder de excitación de 15 mW/cm2 en la región del ancho de banda, utilizando un voltaje fotomultiplicador de 800 V y una ranura de medición de 2 mm, sobre el papel no impreso, los recuentos por segundo en el rango visible están por debajo de 40 entre 400 y 450 nm, por debajo de 40 hasta 15 en el rango de 450 a 550 nm y por debajo de 15 entre 550 y 700 nm. Este criterio puede ser utilizado para ajustar el contenido por ejemplo del relleno de rutilo. Adicionalmente, la apariencia negra deseada de una estructura como la del papel cuando es irradiada con luz incrementando así el contraste entre la matriz de papel y los elementos de seguridad puede ser lograda muy eficientemente por medio de la incorporación de sustancias orgánicas comúnmente conocidas como ‘absorbentes de UV’ dentro o sobre la matriz de papel. Tales sustancias pueden encontrarse típicamente entre las clases de benzofenonas, benzotriazenos y benzotriazoles y son, por ejemplo, comercializados por Ciba Speciality Chemicals bajo los nombres comerciales ‘Tinuvin’ y ‘Thimassorb’. Además, cualquier otra sustancia orgánica capaz de sufrir la transición conocida por ser la responsable de las propiedades de absorción de la UV en las clases anteriormente mencionadas de absorbentes de UV (conocidas por la persona capacitada en el arte como ‘transferencia de protón intramolecular en estado excitado’, o ‘ESIPT’), es adecuada. Adicionalmente, cualquier otra sustancia que muestre una considerable absorbancia en el régimen de longitud de onda de interés puede ser considerada adecuada, tal como colorantes y tintes comunes, por ejemplo derivados aso o derivados de polimetina. Otros componentes de la matriz del papel: La matriz del papel puede contener otros aditivos tales como por ejemplo, aglomerantes, colorantes, resinas, tensoactivos, detergentes, agentes antiespumantes, etc., que pueden ser necesarios en el proceso de producción para propiedades particulares de la matriz del papel. Estos componentes adicionales son sin embargo componentes menores. Su posible influencia sobre la apariencia general de la matriz del papel cuando se irradia con luz ultravioleta u otra luz utilizada para la excitación del colorante incorporado en los elementos de seguridad ha sido discutida anteriormente. Proceso de producción del papel: Si el artículo de seguridad debe ser un papel o un artículo tipo papel, puede ser producido de acuerdo con tecnología estándar para la producción de papel. Sin embargo, si tienen que incorporarse fibras teñidas, estas fibras deben ser añadidas a la pulpa justo antes de iniciarse el proceso real de producción de papel, es decir después del proceso de molienda, con el propósito de minimizar la introducción de defectos en los elementos de seguridad. También es posible la incorporación de elementos de seguridad en la forma de hilos de acuerdo con la presente invención por medio del uso de un proceso como el descrito en EP 59056. Ejemplos:
Se calientan 50 litros de tolueno (también es posible xileno pero es ligeramente menos efectivo) y 25 g de abrillantador (Uvitex OB-One, disponible a través de Ciba Speciality Chemicals o como 4,4’-Bis(2-benzoxazolil)-estilbeno disponible con Aldrich, No. 36.859-8) hasta 45 grados Celsius, luego se añaden 5 kg de fibras de polipropileno (fibras de polipropileno, REO Flock&Faser, longitud: 3 mm, 17 dtex) y se deja la mezcla a 45 grados Celsius durante 24 h. Se pueden retirar luego las fibras del baño y no tienen que ser lavadas antes de su incorporación dentro de un papel o de una estructura como la del papel.
Generalmente, se observa que el proceso de coloración debe llevarse a cabo en caso de fibras de polipropileno por encima de 40 grados Celsius, es decir típicamente en un rango entre 40 a 50 grados Celsius. Usualmente no parece ser necesario el enjuague. Ejemplo 2: Coloración de fibras de liocel/viscosa
Se mezclan 100 litros de agua, 500 ml de abrillantador (Blankophor P, líquido) y 3,7 kg de fibras (Lenzing Lyocell, longitud: 2,5 mm, 17 dtex; o longitud: 4 mm, 6,7 dtex) y se calienta a 90 grados Celsius. Se agita la mezcla y se mantiene a esa temperatura durante 30 minutos, se retiran luego las fibras y se permite que gotee la solución. Se añaden luego las fibras a 100 litros de agua a 90 grados Celsius y se agita durante 15 minutos. Nuevamente se retiran las fibras y se permite que gotee el agua. Se repite este procedimiento de enjuague al menos una vez. Posteriormente, se centrifugan las fibras y se seca aproximadamente a 50 grados Celsius. Si está presente algún recubrimiento sobre la superficie de dichas fibras puede ser removido retirándolo por medio de lavado en agua caliente antes del proceso de coloración. Se elimina el posible avivamiento en el presente proceso llevando a cabo el proceso de coloración en agua y preferiblemente a temperatura elevada. Ejemplo 3: Coloración de las fibras de liocel/viscosa
Se mezclan 100 litros de agua, 10 g de colorante (Pergasolgelb 8GA) y 3,7 kg de fibras (Lenzing Lyocell, longitud: 2,5 mm, 17 dtex; o longitud: 4 mm, 6,7 dtex) y se calienta a 90 grados Celsius. Se agita la mezcla y se mantiene a esa temperatura durante 30 minutos. Posteriormente se fija el colorante sobre las fibras añadiendo un kg de NaCl a la solución y se agita. Se añaden luego las fibras a 100 litros de agua a 90 grados Celsius y se agita durante 15 minutos. Nuevamente se retiran las fibras y se permite que gotee el agua. Posteriormente se centrifugan las fibras y se seca aproximadamente a 50 grados Celsius.
Con relación a los ejemplos 2 y 3, el proceso de coloración mejora para temperaturas por encima de 80 grados Celsius y debe ser llevado a cabo entre 90 y 95 grados Celsius. El proceso de enjuague debe llevarse a cabo a temperatura elevada de al menos 80 a 90 grados Celsius, y en el caso del abrillantador debe repetirse al menos dos veces. Ejemplo 4: Coloración de fibras de polipropileno con POPOP
Se disuelven 20 mg de POPOP (1,4-bis(5-fenil-2-oxazolil)-benceno, Fluka 15150) en 5 ml de cloroformo. Se añaden 10 mg de fibras de polipropileno (REO Flock&Faser). Se mantiene la mezcla durante 2 h a temperatura de 80ºC. Se remueven posteriormente las fibras de la solución, se lava con cloroformo y se seca a temperatura ambiente. Las fibras obtenidas muestran el efecto descrito con medio de contraste en fluorescencia. Ejemplo 5: Coloración de películas de polipropileno orientadas en un sol eje
Se mantienen las láminas de poli(propileno) orientadas en un solo eje (Nowofol) durante 2 h en una solución saturada de Uvitex OB ONE (Aldrich 368590) en cloroformo durante 2 h. Se remueven posteriormente las láminas, se lava con cloroformo y se seca a temperatura ambiente. Las películas mezcladas obtenidas exhiben el efecto descrito con alto contraste en fluorescencia.
18 Ejemplo 6: Producción de películas de Poli(propileno) con Uvitex OB ONE por medio de técnicas de procesamiento del fundido Se mezcla poli(propileno) (i-PP Fina 3374, bolitas) con Uvitex OB ONE al 0,05% p/p (Aldrich 368590) en una extrusora de doble tornillo a una temperatura de 180ºC. Se extruye la mezcla de polímero/colorante y se procesa el fundido para formar una lámina. La deformación posterior por tracción en un solo eje de tiras de esta película a 130ºC produce un producto con el efecto descrito con alto contraste en fluorescencia. La calidad de los elementos de seguridad coloreados de acuerdo con los ejemplos 1 a 12 se resume de la siguiente manera:
Ejemplo Matriz Colorante(s) Efecto Método de Calidad No. producción
- 1
- Fibras de PP Uvitex OB One PL Coloración por ++
- difusión
- 2
- Fibras de viscosa Blankophor P PL Coloración directa ++
- 3
- Fibras de viscosa Pergasolgelb 8GA PL/Abs Coloración
- Directa
- ++
- 4
- Fibras de PP POPOP PL Coloración por
- difusión
- ++
- 5
- Película de PP en un solo eje Uvitex OB ONE PL Coloración por
- difusión
- +++
- 6
- PP Uvitex OB ONE PL Procesamiento
- por fundición
- +++
10 Las fibras de acuerdo con los ejemplos 1 a 4 se pueden incorporar en el papel utilizando una técnica de producción estándar de papel. Se presentan tres ejemplos particulares: Ejemplo 13:
Se mezclan 1600 kg de fibra (libre de algodón) con 20 m3 de agua, 28 kg de silicato (SiO2, Zeolex, Martifin-Werke), 14 kg de dióxido de titanio (anatasa, Titanweiss A1002),0,4 kg de colorante 15 (Gelb Ocker), 5 kg de dióxido de titanio (rutilo, Bayertitan RU) y se mezcla con 3 kg de carboximetilcelulosa (Tylose R 1500). Se muele esta mezcla a través de varios ciclos para lograr una longitud promedio de fibra de 0,7 a 1,1 mm con un grado de molienda de 55 a 65 SR. Únicamente ahora se añaden las fibras coloreadas y se llena la pulpa con agua hasta un contenido de sólidos de aproximadamente 0,5% hasta 1%. Se utiliza luego esta pulpa en un proceso de producción estándar de
20 papel utilizando una máquina de molde cilíndrico o una técnica Fourdrinier. El papel producido tiene un peso base de aproximadamente 60 a 120 g/m2. El papel muestra un efecto pronunciado de brillo/oscuridad de las fibras incorporadas. Ejemplo 14:
Se mezclan 20 m3 de agua, 12 kg de almidón, 12 kg de dióxido de titanio (rutilo, Bayertitan
25 RU), 1000 kg de fibras de celulosa (pulpa química de madera), 250 kg de fibras de algodón y 30 kg de silicato (SiO2, Zeolex, Martifin-Werke). Posteriormente, se añaden 25 l de solución de sulfato de alúmina así como 200 l de solución de caolín y se muele la mezcla en vario ciclos hasta un grado de molienda de aproximadamente 25 -45 SR. Únicamente ahora se añaden las fibras coloreadas y se llena la pulpa con agua hasta un contenido de sólidos de aproximadamente 0,5% hasta 1%. Se utiliza
30 luego esta pulpa en un proceso de producción estándar de papel utilizando una máquina de molde cilíndrico o una técnica Fourdrinier. El papel producido tiene un peso base de 30 hasta 320 g/m2,
preferiblemente de 60 a 120 g/m2. El papel muestra un efecto pronunciado de brillo/oscuridad de las
fibras incorporadas.
Ejemplo 15:
Se utiliza una pulpa de acuerdo a uno de los ejemplos 13 ó 14 o mezclas de estos ejemplos en un proceso para producción de papel que involucra 2 cilindros. Uno de los cilindros gira con una pulpa sin fibras coloreadas mientras que el otro contiene fibras coloreadas. Las dos redes individualmente producidas por los dos cilindros se unen inmediatamente detrás del cilindro para formar una lámina, uno de cuyos lados muestra los efectos de la polarización de acuerdo con la invención, mientras que el otro lado no. Ejemplo 16:
Se utiliza una pulpa de acuerdo a uno de los ejemplos 13 ó 14 o mezclas de estos ejemplos en un proceso para producción de papel que involucra 3 cilindros. Las tres redes individualmente producidas por los tres cilindros se unen o forman capas inmediatamente detrás del cilindro para formar una lámina, la parte superior y la parte inferior muestran los efectos de la polarización, mientras que la capa del centro no lo hace. Ejemplo 17:
Sobre una máquina laminadora, se laminan o se pegan dos o tres o más capas de papel producidas de acuerdo con uno de los ejemplos 13 a 16. Estas redes separadas, individualmente producidas se unen y se pegan para obtener una lámina individual de papel o de cartón con un peso base en el rango aproximadamente entre 80 -700 g/m2. La capa superior y la capa inferior muestran los efectos de la polarización de acuerdo con la invención, mientras que la capa del centro no lo hace. Ejemplo 18:
Se pueden crear también calidades de papel y de cartón de los ejemplos 15 -16 -17 mientras que una de las capas del medio muestra los efectos de polarización de acuerdo con la invención, y no la capa superior o la inferior. Este puede ser un rasgo especial oculto de seguridad. LISTADO DE LOS NUMERALES DE REFERENCIA
- 1
- fibra fluorescente
- 2
- segmento recto de 1
- 3
- sección transversal de 2
- 4
- documento de seguridad
- 5
- porciones de 1 que conducen a un efecto visible
- 6
- superficie superior de 4
- 7
- superficie inferior de 4
- 8
- porciones de 1enterradas en 4
- 9
- sección transversal anisotrópica
- 10
- eje principal corto de 9
- 11
- eje principal largo de 9
- 12
- fibra fluorescente anisotrópica
Referencias citadas en la descripción
Este listado de referencias citado por el solicitante es únicamente para conveniencia del lector. No forma parte del documento europeo de la patente. Aunque se ha tenido gran cuidado en la recopilación, no se pueden excluir los errores o las omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad en este sentido.
Documentos de patente citados en la descripción
- • US 4897300 A [0003]
- • GB 1095286 A [0003]
- • US 5118349 A [0003]
- • WO 0019016 A [0004]
- • US 5314739 A [0003]
- • US 5204038 A [0042]
- • US 5388862 A [0003]
- • EP 98101520 A [0042] [0046] [0064]
- • US 5465301 A [0003]
- • EP 97111229 A [0042] [0046] [0064]
- • DE 1446851 A [0003]
- • EP 59056 A [0079]
- •
- E. Lommel. Ann. d. Physik und Chemie, vol. 8, 634 -640 [0042]
- •
- A. Jablonski. Acta Phys. Polon., 1934, vol. A (14), 421 -434 [0042]
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- M. Hennecke y colaboradores. Macromolecules, 1993, vol. 26, 3411 -3418 [0042]
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- P. Dyreklev y colaboradores. Adv. Mater., 1995, vol. 7, 43 -45 [0042]
- •
- T. W. Hagler y colaboradores. Polymer Comm., 1991, vol. 32, 339 -342 [0042]
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- Ch. Weder y colaboradores. Adv. Mater., 1997, vol. 9, 1035 -1039 [0042]
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- N. S. Sariciftci y colaboradores. Adv. Mater., 1996, vol. 8, 651 [0042]
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- K. Pichler y colaboradores. Synth. Met., 1993, vol. 55-57, 454 [0042]
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- N. Tanigaki y colaboradores. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1995, vol. 267, 335 [0042]
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- G. Lüssem y colaboradores. Liq. Cryst., 1996, vol. 21, 903 [0042]
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- R. Gill y colaboradores. Adv. Mater., 1997, vol. 9, 331 -334 [0042]
- •
- C. Weder y colaboradores. Nature, vol. 392, 261 [0042]
Claims (25)
-
20- 1.
- Fibra fotoluminiscente (12) que tiene una sección transversal anisotrópica, para la incorporación dentro de la matriz de un artículo de seguridad (4),
caracterizado porque el eje principal corto (10) está entre 5 -20 µm, y porque el eje principal largo (11) está entre 50 -150 µm de largo. -
- 2.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque muestra una fotoluminiscencia polarizada linealmente y/o una absorción polarizada linealmente y porque se caracteriza por una relación dicroica de 2 o más en absorción y/o en emisión, preferiblemente de 5 o más en absorción y/o en emisión, e incluso más preferiblemente por una relación dicroica de 10 o más en absorción y/o en emisión.
-
- 3.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la relación de las longitudes del eje principal corto (10) con relación al eje principal largo (11) de la sección transversal anisotrópica (9) está en el rango de 1:5 hasta 1:25, preferiblemente en el rango de 1:8 hasta 1:15.
-
- 4.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la sección transversal anisotrópica (9) es de forma sustancialmente ovalada, poligonal, rectangular, triangular o de tipo lente.
-
- 5.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el eje principal corto (10) está entre 10 -15 µm de largo, y porque el eje principal largo (11) está entre 75 -125 µm de largo.
-
- 6.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por una longitud por debajo de 10 mm, preferiblemente en el rango de 1 a 5 mm, lo más preferible alrededor de 3 mm o 3,5 mm.
-
- 7.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque puede ser excitada hasta fotoluminiscencia a través de la exposición a radiación electromagnética de una longitud de onda entre 200 y 500 nm, dando lugar a una emisión en el rango visible.
-
- 8.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque es una fibra sintética seleccionada del grupo de fibras de polietileno, fibras de polipropileno, fibras de aramida, fibras de poliamida, fibras de poliacrilonitrilo o porque es una fibra con base en una materia prima natural seleccionadas del grupo de las fibras de madera, fibras de algodón, fibras de hierba, fibras de celulosa, fibras de viscosa, fibras de liocel, fibras de rayón.
-
- 9.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque está hecha de un portador polimérico, preferiblemente hecho de polietileno, polipropileno, policarbonato, polivinil alcohol, o aramida teñida con un colorante fotoluminiscente.
-
- 10.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque dicho segmento de seguridad está hecho de un portador con base en celulosa teñido con un colorante fotoluminiscente.
-
- 11.
- Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque dicho segmento de seguridad está hecho de una fibra de viscosa, o una fibra de liocel con una longitud de 0,5 a 25 mm, preferiblemente de 1,0 a 5 mm con 1 a 40 dtex, preferiblemente con 5 a 20 dtex.
-
- 12.
- Artículo de seguridad (4), caracterizado porque una fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes está la menos parcialmente incrustada en el artículo de seguridad (4).
-
- 13.
- Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque la fibra fotoluminiscente (12) está la menos parcialmente incrustada en un papel o en una estructura como la del papel compuesta de 30 a 99 por ciento en peso seco de fibras y 70 a 1 por ciento en peso seco de relleno y opcionalmente aditivos, hasta completar un 100 por ciento en total.
-
- 14.
- Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el papel o una estructura como la del papel está sustancialmente libre de abrillantador y/o de aditivos que por sí mismos tienen propiedades fluorescentes en particular que por sí mismos demuestran fotoluminiscencia polarizada linealmente y/o absorción polarizada linealmente.
-
- 15.
- Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque el papel o una estructura como la del papel está sustancialmente libre de abrillantador con base en estilbeno y/o de aditivos.
-
- 16.
- Artículo de seguridad (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el relleno tiene propiedades de dispersión altas y/o propiedades de absorción altas en el rango espectral utilizado para irradiación y/o detección.
-
- 17.
- Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el relleno o está sustancialmente compuesto de óxido de titanio en su modificación como anatasa o compuesto de óxido de zinc o particularmente de dióxido de titanio en su modificación como rutilo, y que preferencialmente 0,5 a 5%, preferiblemente 1 a 2% del relleno es dióxido de titanio en su modificación como rutilo.
-
- 18.
- Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque las propiedades de absorción en el relleno surgen parcialmente al menos debido a una o más sustancias orgánicas o colorantes, en donde estas sustancias orgánicas son preferencialmente escogidas en el grupo de derivados aso, benzofenonas, benzotriazoles, derivados de polimetina o benzotriazenos o mezclas de los mismos.
-
- 19.
- Artículo de seguridad (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el papel o una estructura como la del papel está compuesta de 70 a 97% en peso seco de fibras de papel y de 30 a 3 por ciento en peso seco de relleno y opcionalmente aditivos, hasta completar un 100 por ciento total
-
- 20.
- El uso de una fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 para objetos cuya falsificación debe ser difícil o imposible o para objetos cuya autenticidad o validez debe ser marcada o para objetos cuya identificación debe ser permitida y/o facilitada.
-
- 21.
- El uso de una fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 o el artículo de seguridad (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 -19 para un objeto seleccionado del grupo que consiste de billetes de banco, cheques, acciones, bonos, documentos de identificación, pasaportes, licencias de conducción, boletos, estampillas, tarjetas bancarias y tarjetas de crédito.
-
- 22.
- Proceso para la producción de una artículo de seguridad que comprende una fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con las reivindicaciones 1 -11, caracterizado porque se tiñe al menos una fibra con sección transversal anisotrópica con un colorante fotoluminiscente, preferencialmente antes o después de su orientación estructural interna, y es luego incrustada en una matriz como el papel.
-
- 23.
- Proceso de acuerdo a la reivindicación 22, caracterizado porque se añaden las fibras a una pulpa justo antes del proceso real de producción del papel.
-
- 24.
- Proceso de acuerdo a la reivindicación 22, caracterizado porque se añaden las fibras al extremo húmedo de la máquina de papel de tal manera que las fibras se incrusten en la capa principal de la red de papel de tal manera que las fibras muestren un fuerte efecto visual, o que las fibras sean únicamente añadidas a una de dos capas de papel que se laminan sobre el extremo húmedo de la máquina de papel.
-
- 25.
- Proceso de acuerdo a la reivindicación 24, caracterizado porque se añaden las fibras sobre un segmento seleccionado o banda de la red que forma una región de alta concentración de dichas fibras.
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