ES2860575T3 - Medio de calibración para sensores de documentos de valor - Google Patents
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Abstract
Medio de calibración (1) para la calibración de un sensor (25) diseñado para comprobar como mínimo una propiedad óptica de documentos de valor, presentando como mínimo una capa de sustancia característica (10, 20) y como mínimo una capa de soporte (2) para la capa de sustancia característica (10, 20), siendo la capa de sustancia característica (10, 20) una capa de barniz en la que la sustancia característica está dispersa en forma de partículas (5), tal que la sustancia característica - es una sustancia luminiscente o una sustancia absorbente, y - está presente en el medio de calibración con un peso por superficie de menos de 2.500 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración, preferiblemente de menos de 1.500 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración, particularmente preferible de menos de 300 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración, caracterizado por que la sustancia característica - en la capa de sustancia característica (10,20) está presente en una concentración inferior al 0,5 % en peso, en relación con el peso total del medio de calibración, y - presenta un tamaño de partícula D99 inferior a 10 μm, preferiblemente inferior a 5 μm, particularmente preferible inferior a 3 μm.
Description
DESCRIPCIÓN
Medio de calibración para sensores de documentos de valor
La invención se refiere a un medio de calibración para la calibración de un sensor, que está diseñado para comprobar como mínimo una propiedad óptica de los documentos de valor, y a un procedimiento para la fabricación del medio de calibración y a un procedimiento para la calibración de un sensor, que está diseñado para comprobar como mínimo una característica óptica de los documentos de valor.
Para comprobar documentos de valor se utilizan habitualmente sensores que determinan el tipo de documentos de valor y/o comprueban la autenticidad y/o el estado de los documentos de valor. Este tipo de sensores se utilizan, por ejemplo, para comprobar documentos de valor como billetes, cheques, documentos de identidad, tarjetas de crédito, tarjetas bancarias, entradas, vales y similares. La comprobación de los documentos tiene lugar en un dispositivo para el procesamiento de documentos de valor que, en función de las características del documento de valor que se vayan a comprobar, contiene uno o varios sensores diferentes. Habitualmente, se comprueba el correcto funcionamiento de los sensores en determinados intervalos de tiempo o si existe un motivo en un momento determinado para hacerlo. Para ello, se calibra primero el sensor y luego, en caso necesario, se ajusta. La calibración se realiza habitualmente mediante medios de calibración que se alimentan al sensor y de los que el sensor registra señales de medición. Los medios de calibración pueden estar diseñados para la comprobación de una o más características de un solo sensor, o para la comprobación de varias o de todas las características relevantes de varios o de todos los sensores relevantes del dispositivo para el procesamiento de documentos de valor. Por ejemplo, para la calibración de los sensores de billetes se utilizan como medios de calibración hojas de papel o de plástico con propiedades conocidas y predefinidas, o billetes especialmente preparados para la comprobación de los sensores.
Los medios de calibración pueden introducirse manualmente en el plano de medición de los sensores que se deban calibrar. En los dispositivos habituales para el procesamiento de documentos de valor, los documentos de valor se transportan en el dispositivo para que pasen por los sensores utilizados para la comprobación. En este caso, para la calibración de los sensores, en lugar de los documentos de valor, se transporta y pasa un medio de calibración por los sensores, tal que los sensores registran los valores de medición del medio de calibración. Los valores de medición se comparan con los valores nominales asignados al medio de calibración. En caso de producirse una desviación de los valores de medición del medio de calibración respecto a los valores nominales del medio de calibración, se realiza un ajuste del sensor en cuestión, que consiste en ajustar el sensor en la medida de lo posible para que en la medición del medio de calibración proporcione, como mínimo de forma aproximada, los valores nominales. El sensor así ajustado se utiliza a continuación para comprobar los documentos de valor.
En función del tipo de característica del documento de valor que deba comprobarse, los sensores están diseñados, por ejemplo, para comprobar características ópticas, magnéticas, eléctricas, mecánicas o incluso geométricas, y se calibran con los estándares pertinentes. Para las características de autenticidad a base de sustancias características luminiscentes, existen los denominados estándares de luminiscencia para la calibración y, en su caso, el ajuste de los sensores. Hay que distinguir entre los estándares de absorción, que constituyen sistemas de referencia para las mediciones del comportamiento de absorción o del espectro de excitación de las sustancias luminiscentes, y los estándares de luminiscencia, que constituyen sistemas de referencia para las mediciones del comportamiento de emisión de sustancias luminiscentes. Además, hay que distinguir entre los estándares de longitud de onda, es decir, los sistemas de referencia para comprobar la exactitud de las longitudes de onda, que deben presentar una o, preferiblemente, varias bandas estrechas; y los estándares espectrales, es decir, los sistemas de referencia que cubren una región del espectro lo más amplia posible y, por consiguiente, deben presentar espectros a ser posible amplios, planos y no estructurados. Particularmente, los estándares de luminiscencia pueden utilizarse para cuantificar la intensidad de la luminiscencia detectada por el sensor en la correspondiente región del espectro, con el fin de garantizar que sensores diferentes proporcionen valores de medición lo más idénticos posible en la medición de objetos de medición idénticos.
En la Patente DE 102011 118057 A1 se describe un estándar de luminiscencia espectral. La patente describe un medio de calibración en forma de hoja que comprende un substrato y un estándar luminiscente aplicado al substrato, que emite luz en la región del infrarrojo cercano cuando se irradia con luz de excitación. El estándar de luminiscencia contiene bismuto como emisor de luminiscencia en un material de matriz inorgánica como, por ejemplo, el vidrio. En el medio de calibración, el porcentaje de estándar de luminiscencia, cuando está incorporarlo en el volumen del sustrato, es aproximadamente del 1 al 20 % en peso del sustrato, y cuando se concentra en la superficie del sustrato, es aproximadamente del 1 al 10 % en peso del sustrato. La homogeneidad espacial de la señal de medición, expresada como la desviación estándar en % del valor medio al medir la intensidad del espectro en 2400 puntos diferentes de un tamaño de 1 mm2, es del 7 %.
El medio de calibración descrito en la Patente DE 102011118 057 A1 permite calibrar simultáneamente un gran número de canales de espectro de un sensor mediante su luminiscencia especialmente amplia. Sin embargo, no resulta adecuado para los sensores de múltiples pistas, es decir, los sensores que cubran toda la anchura, o al menos una parte considerable de la anchura, de un documento de valor que se transporte pasando por ellos. La
calibración de los sensores de múltiples pistas requiere una homogeneidad espacial especialmente alta de la señal de medición del medio de calibración, es decir, una intensidad de señal lo más idéntica posible en todas las pistas de medición, para poder calibrar todos los elementos del sensor de forma concordante. Para ello, es deseable una desviación estándar inferior al 7 % del valor medio para un tamaño de punto de medición de 1 mm2.
Además, este medio de calibración no es adecuado para los sensores que requieren para su calibración la utilización de la misma sustancia característica que se utiliza para la autentificación de documentos de valor para cuya comprobación se calibra el sensor en cuestión. Por ejemplo, es necesario utilizar para el medio de calibración la sustancia característica de los documentos de valor si la curva espectral o los tiempos de atenuación de una emisión de luminiscencia también deben tenerse en cuenta durante la calibración.
Para la autentificación de documentos de valor mediante sustancias características luminiscentes, frecuentemente se seleccionan sustancias altamente luminiscentes, ya que estas sustancias pueden detectarse sin más en concentraciones insuficientes para la identificación por análisis químico. De este modo, la baja concentración se utiliza como medio de protección contra la falsificación. Un sensor para la comprobación de estas características de autenticidad de documentos de valor debe calibrarse con un medio de calibración que presente la sustancia característica en una concentración baja similar a la del documento de valor que se va a comprobar. En general se observa que resulta más difícil obtener una intensidad de señal espacialmente homogénea con un medio de calibración cuanto más baja es la concentración de la sustancia característica en el medio de calibración. No obstante, un fuerte aumento de la concentración de la sustancia característica en el medio de calibración en comparación con la aplicación en el documento de valor normalmente no es posible o resulta desventajoso por razones técnicas (por ejemplo, debido a no-linealidades o a una sobrecarga o saturación del sistema detector, etc.). No se conocen en el estado de la técnica medios de calibración con una concentración de sustancias características altamente luminiscentes que se sitúe en el orden de magnitud en que las sustancias características altamente luminiscentes se utilicen para la autentificación de documentos de valor, y al mismo tiempo presenten una intensidad de luminiscencia espacial muy homogénea.
El objeto de la presente invención es superar las desventajas del estado de la técnica y proporcionar un medio de calibración para la calibración de un sensor diseñado para comprobar al menos una característica óptica de documentos de valor, y que el medio de calibración sea el adecuado para la calibración de sensores de múltiples pistas.
El medio de calibración debe presentar una alta homogeneidad espacial de la intensidad detectable de la característica óptica, incluso cuando el medio de calibración contenga la sustancia característica en una concentración tan baja como en la que la respectiva sustancia característica se utilice en los documentos de valor para su autenticación, o en una concentración que se sitúe hasta un factor 5 por encima de esta concentración. El medio de calibración contiene la sustancia característica con un peso por superficie de menos de 2.500 mg por m2 de medio de calibración, preferiblemente de menos de 1.500 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración, particularmente preferible de menos de 300 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración. En caso de sustancias características especialmente eficaces, también pueden utilizarse menos de 100 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración.
Las sustancias luminiscentes se utilizan en documentos de valor para marcar su autenticidad en una concentración en un rango del 0,01 % en peso al 0,1 % en peso del material total del documento de valor. Por lo tanto, el medio de calibración debe presentar una alta homogeneidad espacial de la intensidad de luminiscencia detectable en caso de que la sustancia luminiscente esté presente en una concentración de 0,5 % o menos en peso, preferiblemente de 0,1 % o menos en peso del medio de calibración. En este caso, el medio de calibración y el documento de valor poseen también pesos por superficie de sustancia característica comparables.
A los efectos de la presente invención, el término "alta homogeneidad espacial" significa que la desviación estándar de la intensidad de la señal de medición, por ejemplo, de la intensidad de luminiscencia, es inferior al 5 %, preferiblemente inferior al 3 %, del valor medio de la intensidad de la señal de medición, en caso de considerar puntos de medición de tamaño 1 mm2. Si se eligen puntos de medición correspondientemente más grandes o más pequeños y con una homogeneidad correspondiente en dimensiones macroscópicas más grandes que el punto de medición, la desviación estándar cambia correspondientemente a la raíz de la superficie del punto de medición. De este modo, al utilizar un punto de medición de un tamaño de 100 mm2 se puede obtener con los documentos de calibración según la invención, por ejemplo, una desviación estándar de la intensidad de la señal de medición inferior al 0,5 %, preferiblemente inferior al 0,3 %, del valor medio de la intensidad de la señal de medición.
Particularmente, la homogeneidad espacial de la señal de medición del medio de calibración es tal que la relación entre la desviación estándar y el valor medio de la intensidad de la señal de medición es inferior al 5 % dividido entre la raíz de la superficie del punto de medición indicada en milímetros cuadrados, preferiblemente inferior al 3 % dividido entre la raíz de la superficie del punto de medición indicada en milímetros cuadrados. Por lo tanto, incluso si se detecta la intensidad de la señal de medición en puntos de medición de un tamaño de 1 mm2, la desviación estándar de la intensidad detectada, en toda la superficie de la capa de sustancia característica sobre el medio de calibración, es inferior al 5 %, preferiblemente inferior al 3 %, del valor medio de la intensidad de la señal de
medición.
La sustancia característica está preferiblemente distribuida espacialmente homogénea sobre el medio de calibración de tal manera que la intensidad de la señal de medición detectada por el sensor en toda la superficie de la capa de sustancia característica sobre el medio de calibración, incluso si la intensidad de la señal de medición se detecta en puntos de medición de un tamaño de 1 mm2, presente una desviación estándar inferior al 5 %, preferiblemente inferior al 3 %, del valor medio de la intensidad de la señal de medición.
El objeto de la presente invención es también, proporcionar un procedimiento para la fabricación de este tipo de medio de calibración.
Además, es el objeto de la presente invención el proporcionar un procedimiento para la calibración de un sensor, particularmente de un sensor de múltiples pistas, diseñado para comprobar como mínimo una característica óptica de documentos de valor. Particularmente, la como mínimo una característica óptica es la intensidad de luminiscencia del documento de valor excitado por el sensor dentro de una determinada región del espectro.
Este objetivo se consigue mediante el medio de calibración, el procedimiento para la fabricación de un medio de calibración y el procedimiento para la calibración de un sensor, cada uno de ellos con las características indicadas en las reivindicaciones independientes. Los modos de realización de la invención se indican en las correspondientes reivindicaciones dependientes.
El medio de calibración según la invención para la calibración de un sensor diseñado para comprobar como mínimo una característica óptica de documentos de valor, presenta como mínimo una capa de sustancia característica y como mínimo una capa de soporte para la capa de sustancia característica. La capa de sustancia característica es una capa de barniz en la que la sustancia característica está dispersa en forma de partículas, siendo la sustancia característica una sustancia adecuada para la autentificación de documentos de valor, que presenta un tamaño de partícula D99 inferior a 10 pm, preferiblemente inferior a 5 pm, y que se encuentra con un peso por superficie inferior a 2.500 mg por m2 de medio de calibración. Preferiblemente, la sustancia característica presenta un tamaño de partícula D99 superior a 1 pm para evitar la aglomeración de las partículas en la capa de barniz y facilitar la dispersión.
Preferiblemente, la sustancia característica es una sustancia luminiscente, particularmente preferible una sustancia luminiscente con una o más emisiones en la región del infrarrojo cercano.
Para obtener el medio de calibración se tritura la sustancia característica hasta obtener partículas de un tamaño de partícula D99 inferior a 10 pm, preferiblemente inferior a 5 pm, se proporciona un barniz que contiene como mínimo un aglutinante y preferiblemente un humectante, se fabrica un barniz de sustancia característica mediante la dispersión de las partículas de sustancia característica en el barniz (evitando preferiblemente la aglomeración de las partículas de sustancia característica), se aplica el barniz de sustancia característica a como mínimo una superficie de una capa de soporte, y se deja secar y/o endurecer y/o polimerizar el barniz de sustancia característica para fabricar la capa de sustancia característica.
El medio de calibración fabricado mediante el procedimiento de la invención presenta una alta homogeneidad espacial de la señal de medición, es decir, una desviación estándar muy baja de la intensidad de la señal de medición, inferior al 5 % del valor medio de la intensidad de la señal de medición al considerar puntos de medición de tamaño 1 mm2. Resulta adecuado para la calibración de sensores según los procedimientos de calibración conocidos, pero no se utiliza una sustancia estándar para la calibración, sino específicamente las sustancias características utilizadas para el marcado de autenticidad.
La intensidad de la señal de medición detectada por el sensor en la como mínimo una capa de sustancia característica presenta particularmente una desviación estándar, dependiente del tamaño del punto de medición, inferior al 5 % dividido entre la raíz de la superficie del punto de medición en milímetros cuadrados, preferiblemente inferior al 3 % dividido entre la raíz de la superficie del punto de medición en milímetros cuadrados, del valor medio de la intensidad de la señal de medición.
A continuación se describe la invención en base a sustancias luminiscentes como sustancias características. Las sustancias luminiscentes, particularmente las sustancias luminiscentes con emisiones en la región del infrarrojo cercano, representan sustancias características preferidas. Sin embargo, ha de subrayarse que se pueden utilizar otras sustancias características de forma totalmente análoga, por ejemplo, sustancias absorbentes para la calibración de sensores, que comprueban el comportamiento de absorción de las sustancias características que absorben en determinadas regiones de longitud de onda.
El medio de calibración se compone como mínimo de dos capas, una capa de barniz en la que se distribuye homogéneamente la sustancia luminiscente, y una capa de soporte para la capa de barniz. La capa de soporte no contiene ninguna sustancia luminiscente y, por tanto, la concentración de sustancia luminiscente en el medio de calibración es en su conjunto mucho más baja que la concentración de sustancia luminiscente solo en la capa de
barniz. Además, la capa de soporte es habitualmente mucho más gruesa que la capa de barniz, es decir, la parte de la capa de soporte en el medio de calibración es mayor que la parte de la capa de barniz, de modo que las bajas concentraciones de sustancias luminiscentes de 0,01 % en peso a 0,1 % en peso, habituales en los documentos de valor, pueden conseguirse si la parte de la sustancia luminiscente en la capa de barniz es como máximo del 5 % en peso.
La capa de soporte del medio de calibración está compuesta de un material plástico o papel. Sin embargo, el papel es menos preferido, ya que con papel es más difícil conseguir una capa límite muy lisa entre la capa de soporte y la capa de barniz que con el plástico. Una capa límite lisa favorece la homogeneidad del medio de calibración. Preferiblemente, la capa de soporte está compuesta de un polímero orgánico, por ejemplo polietileno, polipropileno, poliestireno o un poliéster como un policarbonato o tereftalato de polietileno (PET). Se prefiere especialmente el PET. El grosor de la capa de soporte se sitúa habitualmente entre 50 y 300 pm, preferiblemente entre 150 y 200 pm, particularmente preferible entre 180 y 200 pm. La capa de soporte es preferiblemente opaca, particularmente preferible blanca opaca, entendiéndose por "blanco" en este contexto, particularmente, que la capa de soporte resulta fuertemente difusiva en las longitudes de onda de excitación y emisión utilizadas.
La capa de sustancia luminiscente, es decir, la capa de barniz con sustancia luminiscente dispersa en ella, se encuentra en una o en ambas superficies de la capa de soporte. Puede cubrir la totalidad o parte de la superficie y ser continua o interrumpida, por ejemplo, estructurada.
La capa de sustancia luminiscente también puede estar cubierta por una capa de protección, tal que la capa de protección sirve al mismo tiempo de capa de soporte. Por ejemplo, la capa de sustancia luminiscente puede estar insertada entre dos capas (capa de protección y capa de soporte). Según otro modo de realización una capa de soporte puede estar cubierta en ambas superficies de capas de sustancias de luminiscencia, en cuyo caso cada capa de sustancia luminiscente está cubierta a su vez por una capa de protección.
Son adecuados los mismos materiales para las capas de protección que para las capas de soporte, debiendo los materiales de las capas de protección ser, naturalmente, suficientemente transparentes para la longitud de onda de la radiación de excitación, así como para la longitud de onda de la radiación de emisión.
En caso de tratarse de medios de calibración que dispongan de como mínimo una capa de protección además de la capa de soporte, la capa de soporte puede ser más fina que en el caso de los medios de calibración sin capa(s) de protección.
Los medios de calibración según la invención pueden fabricarse individuales, o en forma de bandas u hojas, que presentan una pluralidad de medios de calibración. A continuación, los medios de calibración individuales (documentos de calibración) se separan de la banda u hoja, por ejemplo, se recortan o se punzonan. Preferiblemente, los documentos de calibración presentan un tamaño adecuado para su transporte a través de los rodillos de una máquina típica para la manipulación de billetes de banco, por ejemplo, un tamaño de 90 x 180 mm2. Como alternativa, los medios de calibración pueden presentar un tamaño diferente, por ejemplo más reducido, y para la fabricación de un documento de calibración pueden fijarse a una hoja de papel o de plástico del tamaño adecuado.
Las sustancias luminiscentes (sustancias características) utilizables no están limitadas de ninguna manera. En principio, se puede fabricar un medio de calibración según la invención para cualquier sustancia sólida luminiscente que sea adecuada para la autentificación de documentos de valor. Es ventajoso que, las sustancias luminiscentes puedan reducirse fácilmente a tamaños de partícula pequeños. En las Patentes Wo 81/03507 y WO 81/03510 se describen ejemplos de sustancias luminiscentes adecuadas. Se trata de sustancias características de documentos de valor basadas en redes huésped dopadas con activadores de luminiscencia, como los metales de tierras raras. Preferiblemente, en los mencionados documentos las redes huésped son granates y perovskitas, pero también son adecuadas otras redes huésped y activadores de luminiscencia. La excitación de las sustancias luminiscentes se puede realizar en la región de longitudes de onda visibles o invisibles, y la emisión de luminiscencia también se puede realizar en la región de longitudes de onda visibles o invisibles (infrarrojos, ultravioleta). Preferiblemente, la emisión de luminiscencia se sitúa en la región de la longitud de onda invisible.
Los medios de calibración según la invención o su método de fabricación son igualmente adecuados para sustancias características cuyas emisiones se utilizan para marcar la autenticidad y para sustancias características cuyas propiedades de absorción se utilizan para marcar la autenticidad. Las sustancias características preferidas son las sustancias luminiscentes con emisiones en la región del IR cercano hasta una longitud de onda de 3 pm.
Frecuentemente, las características de seguridad de documentos de valor contienen varias sustancias características luminiscentes diferentes. Para poder calibrar sensores para comprobar estos documentos de valor ventajosamente, los medios de calibración según la presente invención contienen, según un modo de realización, varias sustancias características luminiscentes, que pueden estar presentes de forma individual en diferentes zonas de un medio de calibración o mezcladas entre sí. De este modo, los medios de calibración según la invención se pueden adaptar en cada caso a determinados documentos de valor, o pueden ser adaptados para una calibración
de sensores para la comprobación de documentos de valor determinados.
La sustancia luminiscente o una mezcla de sustancias luminiscentes está presente en forma de pequeñas partículas que se distribuyen homogéneamente en una capa de barniz. Los barnices en el sentido de la presente invención son sustancias y compuestos que se pueden aplicar en una capa fina a una superficie de un sustrato y que forman una película sólida adherente en la superficie del sustrato por reacción química y/o un cambio físico. Los barnices deben ser líquidos o poder llevarse a estado líquido, por ejemplo, por disolución en un disolvente o por calentamiento. El componente principal de los barnices, es decir, el componente que representa la parte relativamente mayor en porcentaje en peso de la composición total, es el aglutinante. Otros componentes pueden ser, en su caso, disolventes, cargas y coadyuvantes de barnices.
Dependiendo del aglutinante, los barnices que se pueden utilizar según la invención pueden ser barnices de secado físico, es decir, barnices que se solidifican de forma puramente física mediante la evaporación del disolvente o la penetración del disolvente en el sustrato; barnices de secado químico, es decir, barnices que realizan reacciones de reticulación con el aire (oxígeno atmosférico); o barnices que al ser activados, por ejemplo mediante calor o radiación (luz, radiación ionizante), sufren una polireacción y se endurecen para formar un material polimérico. La polireacción puede ser una polimerización, una poliadición o una policondensación. Preferiblemente, se utilizan los barnices de endurecimiento por radiación, particularmente preferible los barnices de endurecimiento por radiación UV. Los barnices de endurecimiento fotoquímico, es decir, los barnices que se endurecen mediante radiación luminosa (normalmente con una longitud de onda de entre 200 y 700 nm) contienen como aglutinantes monómeros y/u oligómeros y/o polímeros que contienen grupos reticulables. Las polireacciones inducidas por la luz se producen según mecanismos radicales, catiónicos o aniónicos. Para iniciar la polireacción, los barnices que se endurecen fotoquímicamente para formar un material polimérico contienen un fotoiniciador adecuado. Además, los barnices contienen preferiblemente un diluyente reactivo, es decir, un diluyente que interviene en la polireacción. La formulación de barniz utilizada puede contener cargas, adicionales a los componentes descritos anteriormente, por ejemplo, cargas inorgánicas como el sulfato de bario, aluminosilicatos como, por ejemplo, caolín, mica o feldespatos, carbonato de calcio, dolomita, talco, cuarzo, cristobalita, tierra de diatomeas, otros silicatos o dióxido de titanio. En caso de utilizar cargas, la formulación contiene un máximo de hasta el 15 % en peso de cargas, pero preferiblemente no más del 10 % en peso de cargas, particularmente preferible del 2 al 5 % en peso de cargas. En un modo de realización preferido, la carga está compuesta por dióxido de titanio a nano-escala. Al elegir las cargas, se debe prestar atención a que el espectro de absorción del fotoiniciador utilizado no se solape con el espectro de absorción de la carga, para que la polimerización fotoiniciada no se vea obstaculizada o impedida por la carga. Además, el barniz puede contener aditivos habituales, como aditivos controladores de viscosidad, antiespumantes, coadyuvantes dispersantes y otros aditivos habituales en los barnices.
Preferiblemente, se utiliza un barniz UV sin disolventes (sistema 100 %), pero también son muy adecuados los barnices de endurecimiento por UV que contienen un disolvente orgánico o acuoso.
Los barnices, los fotoiniciadores y, en su caso, los aditivos que se deben utilizar según la invención son productos disponibles en el mercado. Resulta ventajoso para los fines de la presente invención que la formulación del barniz contenga un humectante, o que se añada un humectante al barniz utilizado. El humectante reduce la tensión superficial del barniz y, por tanto, mejora la humectación de la superficie sobre la que se aplica el barniz. La superficie particularmente lisa que se obtiene de este modo contribuye considerablemente a conseguir una alta homogeneidad del medio de calibración en toda la zona de recubrimiento y, por tanto, una alta homogeneidad espacial de la señal de luminiscencia detectada en toda la zona de recubrimiento. La cantidad de humectante se sitúa normalmente entre el 1 y el 5 % en peso de la formulación del barniz.
Para mejorar la homogeneidad, de forma alternativa o adicional al uso de un humectante en la capa de sustancia característica, se puede proveer a la capa de soporte, antes de la aplicación de la capa de sustancia característica, con un agente adhesivo, que reduce la tensión superficial en la capa límite entre el barniz y la película.
A continuación se indican componentes y composiciones ejemplares para barnices UV preferidos según la invención.
Preferiblemente, las lacas UV contienen, en relación con el peso del barniz, un 25 a 95 % en peso de aglutinantes (como resinas aglutinantes oligoméricas), un 0 a 60 % en peso de diluyentes reactivos (como monómeros reactivos), un 1 a 5 % en peso de fotoiniciador(es), y un 1 a 5 % en peso de humectantes, y opcionalmente otros componentes como disolventes, cargas y otros aditivos habituales en los barnices. Naturalmente, los componentes se complementan respectivamente para formar el 100 % en peso. El aglutinante consta preferiblemente de resinas y/u oligómeros orgánicos, particularmente preferible de acrilatos, epóxidos, éteres de enol, aminas cíclicas o combinaciones de los mismos. Preferiblemente, el diluyente reactivo consiste en acrilatos monofuncionales o polifuncionales, o en combinaciones de los mismos. Preferiblemente, se utilizan como fotoiniciadores iniciadores nodescomponibles o también alfa-iniciadores. Particularmente preferibles son las cetonas de hidroxialquilo y los óxidos de acilfosfina. Un humectante (aditivo para mejorar la humectación de la superficie de la capa de soporte) particularmente preferible es el aditivo de silicona By K UV 3500 (Altana).
La sustancia luminiscente u otra sustancia característica que se debe utilizar para la calibración se dispersa homogéneamente en el barniz líquido. Es preferible utilizar partículas luminiscentes muy pequeñas y evitar la aglomeración de las partículas en el barniz de sustancia luminiscente (formulación de barniz con la sustancia luminiscente dispersa en él). Ambas medidas, consideradas individualmente, contribuyen de forma importante a conseguir una alta homogeneidad del medio de calibración, es decir, una homogeneidad espacial de la señal de medición de luminiscencia en toda la zona del recubrimiento. Además, ambas medidas actúan conjuntamente de forma ventajosa y permiten la fabricación de un medio de calibración con una desviación estándar extremadamente baja de la intensidad de luminiscencia.
La baja desviación estándar se puede obtener a pesar de la muy baja concentración de la sustancia luminiscente en el medio de calibración.
La concentración de la sustancia luminiscente en la capa de sustancia luminiscente (compuesta por barniz y sustancia luminiscente, es decir, sin tener en cuenta la capa de soporte y/o las capas de protección) se sitúa preferentemente entre el 0,005 y el 5,0 % en peso, particularmente preferible entre el 0,02 y el 2,0 % en peso, muy particularmente preferible entre el 0,05 y el 0,5 % en peso.
Si se considera no solo la capa de sustancia luminiscente sino el medio de calibración en su totalidad, o en el caso de un recubrimiento parcial de la superficie, la parte recubierta del medio de calibración, el resultado suele ser una proporción de sustancia luminiscente inferior al 0,1 % en peso. Este es el rango en el que se utilizan las sustancias características luminiscentes de alta luminiscencia para la autentificación de documentos de valor. En caso de introducir varias sustancias luminiscentes diferentes en el documento de calibración, por ejemplo, para abarcar varias plataformas de sensores con un único documento de calibración, la parte preferida de menos del 0,1 % en peso se refiere únicamente a la parte de una única sustancia luminiscente en cada caso.
Preferiblemente, las sustancias luminiscentes deben ser reducidas, por ejemplo, molidas, a un tamaño medio de partícula D99 < 10 pm, particularmente preferible < 5 pm. Particularmente preferible es una reducción hasta un tamaño medio de partícula D99 < 3 pm. Un tamaño de partícula D99 < 5 pm significa que el 99 % del volumen de una distribución de tamaño de partícula está formado por partículas con un diámetro inferior a 5 pm.
Este tamaño de partícula se sitúa muy por debajo del tamaño de partícula que normalmente presentan las partículas de sustancias luminiscentes en documentos de valor, como los billetes de banco, al estar integradas en el papel. Aunque la fabricación de tamaños de partícula más reducidos, por debajo de 5 pm, es bien conocida y posible, por ejemplo, en aplicaciones de impresión, para una procesabilidad mejorada en pasos posteriores del procedimiento, como el recubrimiento de las partículas con resina, o en el caso de pigmentos especiales altamente absorbentes que contienen metales de transición, relativamente independientes del tamaño en su intensidad de luminiscencia, se emplean habitualmente sustancias características con tamaños de partícula D99 superiores a 10 pm en los documentos de valor, debido a la eficiencia de luminiscencia considerablemente mayor de las partículas de mayor tamaño. Por lo tanto, para la fabricación de los medios de calibración particularmente homogéneos según la invención, las sustancias características habitualmente utilizadas se reprocesan mediante técnicas de molienda adecuadas.
Para obtener en toda la zona del recubrimiento una homogeneidad espacial de la señal de medición de luminiscencia, las partículas de sustancia luminiscente deben estar distribuidas muy homogéneamente en el barniz. Por lo tanto, al introducir las partículas en el barniz, en la medida de lo posible se debe procurar que no se aglomeren.
Una medida adecuada para evitar o reducir la aglomeración de las partículas de sustancia luminiscente es, por ejemplo, el uso de un agitador de disco de disolución al introducir las partículas de sustancia luminiscente y, en su caso, los aditivos, en el barniz. Sin embargo, el número de aglomerados a causa de la dispersión incompleta puede ser todavía desventajosamente alto. Por tanto, preferiblemente se tratan las partículas de sustancia luminiscente junto con el barniz y los aditivos en un molino de bolas oscilante. Particularmente preferible es el tratamiento en un molino de bolas oscilante durante un período de unos 10 min. a una frecuencia de oscilación de unos 20 Hertz. Con este tratamiento se consigue una dispersión especialmente satisfactoria, que permite alcanzar la alta homogeneidad espacial de la señal de medición según la invención, o al menos contribuye significativamente a ello.
Para evitar la deposición de las partículas y la aglomeración resultante después de tiempos de espera más prolongados, se puede utilizar adicionalmente un agente dispersante a base de tensioactivos. No obstante, preferiblemente, se evita la deposición durante los tiempos de espera y durante la aplicación con rasqueta, seleccionando un barniz de alta viscosidad. Si la viscosidad del recubrimiento no es lo suficientemente alta, un descenso de las partículas, por ejemplo, durante la aplicación a la rasqueta de varilla en espiral, puede ocasionar una distribución no homogénea o un gradiente en la concentración de partículas de la capa aplicada con rasqueta.
Preferiblemente, se utilizan barnices con una viscosidad (a 20 °C) de como mínimo 200 mPas, particularmente preferible de como mínimo 2.500 mPas.
Para la fabricación de un medio de calibración según la invención, el barniz de sustancia luminiscente se aplica sobre una capa de soporte, preferiblemente sobre una capa de soporte suficientemente estable mecánicamente como para permitir que el medio de calibración pase por una máquina procesadora de material en forma de hoja, en la que se encuentra el sensor que se deba calibrar. Según un modo de realización particularmente preferible, el material utilizado para la capa de soporte es el PET.
Para mejorar la adhesión del barniz de sustancia luminiscente a la capa de soporte, es preferible tratar previamente la superficie de la capa de soporte que se va a recubrir con un agente adhesivo o una imprimación. Particularmente preferibles son los agentes adhesivos a base de poliéster o de polietilenimina.
En principio, la aplicación del barniz de sustancia luminiscente puede llevarse a cabo mediante los procedimientos conocidos para la aplicación de fórmulas líquidas, como pueda ser la pulverización, aplicación con brocha, rodillo o rasqueta. El modo preferido de aplicación es con rasquetas, particularmente preferible con una rasqueta de varilla en espiral. La utilización de una rasqueta de varilla en espiral permite una distribución del espesor particularmente homogénea en toda la superficie barnizada y, por tanto, en combinación con la distribución homogénea de las partículas luminiscentes en el barniz, una distribución de sustancia luminiscente muy homogénea en toda la superficie barnizada.
El espesor de la capa aplicada de barniz de sustancia luminiscente (espesor de la película húmeda) se sitúa preferiblemente entre 10 y 100 pm, particularmente preferible entre 20 y 60 pm.
A continuación, la capa de barniz de sustancia luminiscente se lleva al estado sólido. Las medidas necesarias para llevar el barniz al estado sólido dependen del tipo de barniz utilizado. Los barnices de secado físico se endurecen por sí mismos con el paso del tiempo, en su caso, asistidos por un ligero calentamiento y/o aplicación de aire seco. Análogamente, lo mismo es válido para los barnices de secado al aire. Los barnices termoendurecibles se calientan para su endurecimiento. Los barnices polimerizables por radiación y los barnices de endurecimiento por radiación, es decir, los barnices de endurecimiento fotoquímico o por radiación ionizante, se irradian con la radiación correspondiente. Los barnices de endurecimiento por UV particularmente preferibles según la invención se endurecen por irradiación con luz UV. Para ello, se utilizan preferiblemente secadores de cinta UV comerciales con una fuente UVC o UVB de banda ancha.
Los medios de calibración según la invención fabricados de esta forma aún presentan homogeneidades espaciales de la señal de luminiscencia particularmente altas, incluso con porcentajes de peso muy bajos de la sustancia característica en el medio de calibración. Preferiblemente, los medios de calibración según la invención tienen porcentajes en peso de la sustancia luminiscente en el medio de calibración (capa de sustancia luminiscente y capa de soporte y, en su caso, capa protectora en combinación) inferiores al 0,1 % en peso. En comparación con las cargas más altas del 1 al 10 % en peso de los medios de calibración en el estado de la técnica (DE 102011 118057 A1), cabría esperar fluctuaciones considerablemente mayores de la señal de medición. Sin embargo, los medios de calibración según la invención muestran, al contrario, menores fluctuaciones de la señal de medición. El método de fabricación del medio de calibración, según la invención, es responsable de la alta homogeneidad espacial de la señal de medición, en la que el tamaño de partícula de la sustancia característica se reduce a D99 < 10 pm, preferiblemente < 5 pm, particularmente preferible < 3 pm. Además, al mezclar las partículas de la sustancia característica en el barniz se evita la aglomeración de las partículas, por ejemplo, mediante su dispersión con un molino de bolas oscilante o añadiendo un humectante al barniz para mejorar la humectación de la superficie.
Si la sustancia característica es una sustancia luminiscente, según la invención se obtiene un medio de calibración en el que la desviación estándar con respecto al valor medio de la señal de luminiscencia para 2.400 puntos de medición del tamaño del punto de medición 1 mm2 es como mínimo inferior al 5 %, preferiblemente inferior al 3 %. En caso de que un sensor detecte varias pistas de medición individuales a lo largo del medio de calibración, es decir, a lo largo de su anchura, la desviación de la señal de medición promediada entre las pistas individuales es inferior al 2 %, preferiblemente inferior al 1 %.
Las partículas de sustancia luminiscente pueden ser partículas de una única sustancia luminiscente o partículas de una mezcla de diferentes sustancias luminiscentes. También es posible mezclar sustancias características de diferentes tipos entre sí, por ejemplo, pigmentos luminiscentes y pigmentos absorbentes. El tipo de sustancias características contenidas en un medio de calibración según la invención se orienta en el tipo de sustancias características contenidas en el documento de valor para cuya comprobación se debe calibrar un sensor. Es característico, por tanto, de los medios de calibración según la invención, entre otras cosas, que cada uno de ellos contenga exactamente las mismas sustancias características, y preferiblemente también en concentraciones comparables a las que se utilizan en los documentos de valor, cuya autenticidad se vaya a comprobar, para su autentificación. Por "concentraciones comparables" se entiende que la concentración de la sustancia característica contenida en el medio de calibración preferiblemente no supere la concentración correspondiente de la misma sustancia característica contenida en el documento de valor en más de un factor 5.
Según un modo de realización ventajoso de la presente invención, la capa de soporte está recubierta por ambas caras de una capa de sustancia característica. El revestimiento de doble cara permite la medición del documento de calibración por ambas caras, por ejemplo, mediante sensores opuestos dentro de una máquina para la manipulación de billetes de banco.
Se puede colocar un chip RFID en el medio de calibración para almacenar determinados datos, por ejemplo. Estos datos incluyen, por ejemplo, la intensidad previsible de la señal de medición en el sensor o uno o más factores de transferencia para convertir los valores medidos en el medio de calibración a los valores previsibles en la aplicación del documento de valor. Preferiblemente, estos datos se almacenan en el chip RFID de forma encriptada.
Alternativa o adicionalmente, se puede pegar en el medio de calibración una etiqueta adhesiva con información impresa, por ejemplo, números de serie, etiquetas de inspección, patrones de identificación mediante máquinas, códigos Qr , la orientación de colocación o la operación correcta del medio de calibración y cualquier otra información.
El medio de calibración también puede estar sellado con una película protectora para protegerlo contra la suciedad y los daños mecánicos. Naturalmente, estas películas protectoras se deben seleccionar de manera que no obstaculicen la calibración.
A parte de las sustancias características preferidas que emiten luminiscencia, pueden estar presentes otras características de seguridad en el medio de calibración, que también pueden ser comprobadas en caso necesario. Estas incluyen, por ejemplo, bandas magnéticas, tintas absorbentes NIR, hologramas, pigmentos de efecto y otras características de seguridad comprobables mediante sensores. Según un modo de realización particular, se utilizan pigmentos absorbentes como sustancias características, particularmente pigmentos absorbentes NIR.
En un modo de realización preferido, el medio de calibración contiene adicionalmente un marcador forense (oculto). A diferencia de la característica de seguridad legible a máquina del medio de calibración, el marcado forense no puede ser medido automáticamente por los correspondientes sensores de alta velocidad de las máquinas para la manipulación de billetes de banco. En cambio, se requieren métodos específicos de análisis como, por ejemplo, microscopios especiales, que requieren más tiempo y costes para la determinación. Preferiblemente, el marcador forense del medio de calibración es una sustancia fosforescente inorgánica que presenta una fuerte luminiscencia en la región del espectro visible como, por ejemplo, una red huésped dopada con tierras raras de samario, terbio, disprosio, praseodimio o europio. Preferiblemente, el peso por superficie del marcador forense es inferior a 20 mg de marcador por m2 de medio de calibración, particularmente preferible inferior a 10 mg de marcador por m2 de medio de calibración. Mediante el marcado con un marcador forense, por ejemplo, se pueden identificar los diferentes lotes de producción, fabricantes o grupos de clientes de los documentos de calibración.
Para garantizar que el medio de calibración se comporte de forma similar a un billete durante la separación y el transporte, incluso a las altas velocidades de procesamiento de las modernas máquinas para la manipulación de billetes de banco, podría ser necesario adaptar las propiedades mecánicas del medio de calibración. Para ello, se puede adaptar la rigidez y/o el peso y/o la rugosidad de la superficie y, en su caso, la carga electrostática del medio de calibración. Es posible adaptar estas propiedades modificando la capa de barniz que contiene la sustancia característica. Alternativa o adicionalmente, el medio de calibración puede contener capas o recubrimientos adicionales para adaptar las propiedades correspondientes.
La rigidez del medio de calibración se puede adaptar, por ejemplo, mediante la reducción o el aumento del módulo de elasticidad de la capa de barniz, por ejemplo, mediante la adición de aditivos que reticulan el polímero del barniz (por ejemplo, monómeros polifuncionales) o plastificantes (por ejemplo, ésteres de ácido ftálico).
La rugosidad de superficie del medio de calibración puede regularse, por ejemplo, mediante una estructuración correspondiente de la capa de barniz que contiene la sustancia característica (y/o una capa de barniz aplicada adicionalmente, en caso necesario). En este contexto, es posible hacer más rugosa la superficie del medio de calibración mediante un tratamiento posterior, por ejemplo, mediante la abrasión selectiva de la capa superior o mediante la impresión y el endurecimiento de estructuras adecuadas, como ranuras o motas finas o similares. Alternativamente, la rugosidad de la superficie de la capa de barniz situada en la superficie del medio de calibración también puede verse influida por el grosor o la finura de las partículas de carga añadidas como, por ejemplo, tiza, yeso o TiO2.
Además, también pueden colocarse etiquetas adhesivas con un mayor coeficiente de fricción (en comparación con la capa de barniz situada en la superficie) en determinadas zonas del medio de calibración, por ejemplo, en las zonas que entran en contacto con los rodillos de transporte de la máquina de manipulación de billetes de banco, para garantizar un transporte seguro del medio de calibración.
La carga electrostática del medio de calibración puede regularse añadiendo aditivos a las capas de barniz, que influyen, por ejemplo, en la permitividad o la conductividad de las capas exteriores. Alternativamente, la superficie del medio de calibración puede ser modificada mediante un tratamiento posterior, por ejemplo, con la pulverización de un spray antiestático comercial.
El peso del medio de calibración viene determinado por el número, el espesor y el material de las capas individuales que componen el medio de calibración y los demás componentes. Para adaptar el peso del medio de calibración y mantener el mismo espesor, en un modo de realización preferido se pueden añadir a las capas individuales de barniz cargas con una densidad elevada, particularmente con una densidad de como mínimo 4 g/cm3, por ejemplo, sulfato de bario. Alternativamente, se pueden fijar componentes adicionales al medio de calibración para ajustar el peso, por ejemplo, discos metálicos fijados con una etiqueta adhesiva. Preferiblemente, dichas etiquetas adhesivas se colocan en lugares adecuados y con un peso adecuado para compensar cualquier desequilibrio causado por otros componentes del medio de calibración que no estén distribuidos por toda la superficie. Por ejemplo, si se aplica un chip RFID en un lado, se puede colocar una etiqueta adhesiva como contrapeso en el otro lado del medio de calibración para compensar.
Ejemplo de realización:
Para la fabricación de un medio de calibración según la invención, se recubre como capa de soporte un sustrato de película de PET blanco y opaco con un grosor de 190 pm, una anchura de 15 cm y una longitud de 40 cm con una capa de barniz de sustancia luminiscente. Como sustancia característica luminiscente en la región NIR se utiliza un vanadato de itrio dopado con tulio Y0,95Tm0,05VO4 , como se describe en el ejemplo 2 de la Patente WO 81/03510. Para ello, la sustancia característica luminiscente en la región NIR se tritura a un tamaño de partícula D99 < 3 pm, y se prepara una mezcla compuesta por 10 g de barniz de endurecimiento UV 40UC2200 (Huber Farben), 100 mg de aditivo para mejorar la humectación de la superficie BYK UV 3500 (Altana) y 50 mg de la sustancia característica triturada (corresponde a un contenido de sustancia característica del 0,5 % en peso en el barniz). La mezcla se trata durante 10 minutos a 20 Hertz en un molino de bolas oscilante del tipo Retsch MM 301. A continuación, la mezcla se aplica al sustrato de película a máquina mediante una rasqueta de varilla en espiral (espesor de la película húmeda: 50 pm). Después de un tiempo de espera de aproximadamente 1 minuto, la capa de barniz con la sustancia característica se endurece en un secador UV. En este caso, se aplicaron 0,16 gramos de barniz por cada gramo de película no recubierta, lo que corresponde a un contenido de sustancia característica del 0,07 % en peso en la película recubierta. El peso por superficie en este ejemplo es de 206 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración.
A continuación, se recorta un medio de calibración de un tamaño de 180 x 90 mm2 del sustrato de película recubierto. Al medir 2.400 puntos diferentes de un tamaño de 1 mm2, la homogeneidad espacial de la señal de medición, expresada como la desviación estándar en % del valor medio de la intensidad de luminiscencia de la característica utilizada a 800 nm, es del 2,5 %.
Posteriormente, se colocan una etiqueta adhesiva y un chip RFID en el medio de calibración fabricado de este modo. En la etiqueta adhesiva se imprimen, entre otras cosas, un número de serie, una etiqueta de inspección y los valores de intensidad de los pigmentos luminiscentes utilizados. Esta información también se almacena en forma digital en el chip RFID y es legible a máquina.
A continuación se explica la invención en mayor detalle mediante figuras. Cabe señalar que las figuras no están a escala ni reflejan exactamente las proporciones. Particularmente, el grosor de la capa de sustancia característica se representa de forma muy exagerada. Además, en cada caso sólo se muestran las características esenciales para la mejor comprensión de la presente invención. Naturalmente pueden existir características adicionales o las características representadas también se pueden utilizar en combinaciones distintas a las combinaciones representadas en una figura concreta. Los números de referencia idénticos indican elementos idénticos o correspondientes. Muestran:
Las figuras 1 a 4, respectivamente representaciones esquemáticas de diferentes modos de realización de un medio de calibración según la invención,
la figura 5, la calibración de un sensor de múltiples pistas, en el que se transporta y pasa por el sensor un medio de calibración según la invención.
La figura 1 muestra una representación esquemática de un modo de realización de un medio de calibración 1 según la invención. El medio de calibración 1 presenta una capa de soporte 2 en forma de hoja, compuesta, por ejemplo, de PET. En la primera superficie 3 de la capa de soporte 2 se encuentra una capa de sustancia luminiscente 10 que consiste en un barniz, por ejemplo un barniz UV, en el que las partículas de sustancia luminiscente 5 están distribuidas de forma estadísticamente homogénea. En el modo de realización que se muestra, la capa de sustancia luminiscente 10 cubre completamente la primera superficie 3 de la capa de soporte 2. El medio de calibración representado es adecuado para calibrar un sensor de múltiples pistas, y la superficie 11 de la capa de sustancia luminiscente 10 está orientada hacia el sensor durante la calibración.
La figura 2 muestra un modo de realización alternativo del medio de calibración 1 según la invención. En el modo de realización representado en la figura 2, la capa de soporte 2 está provista de una capa de sustancia luminiscente en cada una de sus dos superficies. En la primera superficie 3 de la capa de soporte 2 se encuentra una primera capa
de sustancia luminiscente 10, y en la segunda superficie 4 de la capa de soporte 2, una segunda capa de sustancia luminiscente 20. La primera capa de sustancia luminiscente 10 y la segunda capa de sustancia luminiscente 20 presentan una composición idéntica, es decir, están compuestas por el mismo barniz en el que se distribuyen de forma estadísticamente homogénea idénticas partículas de sustancia luminiscente 5 en cada caso. En el modo de realización representado, las capas de sustancia luminiscente cubren cada una de ellas solo áreas parciales de las superficies de la capa de soporte 2, es decir, la primera capa de sustancia luminiscente 10 se encuentra en el área parcial 6 de la primera superficie 3 de la capa de soporte 2, y la segunda capa de sustancia luminiscente 20, en el área parcial 7 de la segunda superficie 4 de la capa de soporte 2. Las áreas parciales recubiertas 6, 7 forman las áreas de referencia del medio de calibración 1. Con el medio de calibración representado, se puede llevar a cabo una calibración simultánea de los sensores opuestos entre sí.
La figura 3 muestra otro modo de realización alternativo de un medio de calibración 1 según la invención, habiéndose aplicado en este caso la capa de sustancia luminiscente 10 de forma protegida entre la capa de soporte 2 y una película protectora 30. La capa de sustancia luminiscente 10 es también una capa de barniz, por ejemplo, barniz UV, en la que las partículas de sustancia luminiscente 5 están distribuidas de forma estadísticamente homogénea. La capa de sustancia luminiscente 10 cubre una zona parcial 6 de la primera superficie 3 de la capa de soporte 2, mientras que las zonas restantes de la primera superficie 3 están libres de capa de sustancia luminiscente. En el modo de realización representado, se imprime un código de barras 8 en estas zonas y se coloca una etiqueta adhesiva 9. El código de barras 8 puede, por ejemplo, estar compuesto por una tinta de impresión convencional e indicar el valor nominal de la luminiscencia que se debe detectar en la zona 6. La etiqueta adhesiva 9 puede presentar, por ejemplo, números de serie, patrones de identificación mediante máquinas o información sobre la orientación correcta de colocación del medio de calibración. Alternativamente, dicha información puede ser almacenada en un chip unido al medio de calibración.
La zona parcial 6 recubierta con la capa de sustancia luminiscente 10 forma el área de referencia del medio de calibración. La capa 10 puede estar formada directamente sobre una zona parcial de la primera superficie 3 de la capa de soporte 2, o alternativamente puede estar formada sobre otro sustrato que, a continuación, se adhiere, por ejemplo, a la zona parcial 6. Según un modo de realización alternativo, la capa de sustancia luminiscente 10 puede formarse sobre un soporte temporal y luego transferirse a la zona parcial 6. Sin embargo, preferiblemente, las capas de sustancias luminiscentes se forman directamente sobre una superficie de la capa de soporte, independientemente de que las capas de sustancias luminiscentes cubran parte o la totalidad de la superficie.
A la primera superficie 3 de la capa de soporte 2 se le aplica una película de protección 30, por ejemplo, mediante la adhesión de su primera superficie 31 a la capa de soporte 2. De este modo, la capa de sustancia luminiscente 10, el código de barras 8 y la etiqueta adhesiva 9 quedan protegidos por la película de protección 30. En la segunda superficie 32 de la película de protección 30 se pueden aplicar otros marcadores, impresiones y/o etiquetas adhesivas. Naturalmente, la película protectora 30 debe estar compuesta de un material que sea suficientemente transparente, como mínimo, a las longitudes de onda en la región de las longitudes de onda de excitación, así como a las longitudes de onda de emisión de la sustancia luminiscente, para garantizar una excitación adecuada de la sustancia luminiscente, así como una detectabilidad adecuada de las emisiones. Lo mismo es válido para adhesivos. Durante la calibración de un sensor, por ejemplo, de un sensor de múltiples pistas, la película protectora 30 está orientada hacia el sensor.
La figura 4 representa un modo de realización de un medio de calibración 1 según la invención que, al igual que el modo de realización representado en la figura 2, es adecuado para la calibración de dos sensores de múltiples pistas opuestos. En el modo de realización representado en la figura 4, una primera capa de sustancia luminiscente 10 y una segunda capa de sustancia luminiscente 20 se aplican sobre la totalidad de la superficie de la primera superficie 3 y de la segunda superficie 4 de la capa de soporte 2, respectivamente. Preferiblemente, la primera y la segunda capa de sustancia luminiscente son idénticas y cada una contiene partículas 5 de la misma sustancia luminiscente distribuidas de forma estadísticamente homogénea. La superficie libre 11 de la primera capa de sustancia luminiscente 10 está unida, por ejemplo, adherida a una primera superficie 31 de una primera película de protección 30, y la superficie libre 21 de la segunda capa de sustancia luminiscente 20 está unida, por ejemplo, adherida a la primera superficie 41 de una segunda película de protección 40. El compuesto de capas de la primera capa de sustancia luminiscente 10, la capa de soporte 2 y la segunda capa de sustancia luminiscente 20 también se puede sellar entre las películas protectoras 30, 40.
En la primera superficie 31 o en la segunda superficie 32 (una superficie exterior del medio de calibración) de la primera lámina de protección 30 se encuentra un código de barras 8'. En la primera superficie 41 o en la segunda superficie 42 (una superficie exterior del medio de calibración) de la segunda lámina de protección 40 se encuentra también un código de barras 8'. Los códigos de barras 8' indican el valor nominal de luminiscencia de las pistas de medición que deben ser detectadas por un sensor, en forma codificada, y están, por ejemplo, impresos. En este ejemplo, el valor nominal es el mismo para todas las pistas de medición. Las impresiones del código de barras del valor nominal 8' no son transparentes a la radiación de emisión de la sustancia luminiscente (partícula 5), sino absorbentes, mientras que las películas de protección 30, 40 y los adhesivos utilizados, en su caso, deben ser como mínimo sustancialmente transparentes a la radiación de excitación y emisión. El medio de calibración 1 puede presentar otras películas y/o aplicaciones (etiquetas adhesivas, chips, etc.), siempre que quede libre un área de
referencia (área de medición) suficientemente grande y no se obstaculice la medición.
En el caso de los medios de calibración, como el medio de calibración representado en la figura 4, que presentan una pluralidad de capas o películas, la capa de soporte 2 es típicamente algo más fina que en el caso de un medio de calibración como el representado en la figura 1.
La figura 5 representa esquemáticamente un procedimiento de calibración de un sensor de múltiples pistas, por ejemplo, en una máquina para la manipulación de billetes de banco, con un medio de calibración según la invención. El medio de calibración representado es un medio de calibración tal como se representa en la figura 2, si bien en la vista superior solamente resulta visible una de las superficies del medio de calibración. Preferiblemente, la superficie opuesta está diseñada de forma idéntica para que los sensores opuestos que permiten la comprobación simultánea de la parte superior e inferior de un documento de valor, se puedan calibrar simultáneamente.
En la representación ejemplar de la figura 5, el sensor 25 que se debe calibrar es un sensor de múltiples pistas con 10 elementos de sensor 26 que registran señales de medición de un área parcial de un documento de valor que se debe comprobar, o del medio de calibración. El sensor 25 está conectado a un dispositivo de calibración 27. El documento de valor o, en el caso de calibración, el medio de calibración, se transporta y pasa por el sensor en la dirección de transporte T en el plano de medición del sensor, y cada elemento de sensor 26 mide una región en forma de banda, es decir, una pista de medición L1 a L10. Naturalmente, el método de calibración según la invención también resulta adecuado para sensores con una sola pista de medición, pero las ventajas son particularmente evidentes en el caso de sensores con varias pistas de medición. Del mismo modo, el procedimiento de calibración según la invención también comprende procedimientos en los que el medio de calibración no se transporta, sino que se coloca en el plano de medición de un sensor o de dos sensores opuestos.
El medio de calibración 1 presenta una capa de sustancia luminiscente en forma de banda con partículas de sustancia luminiscente 5, que forman el área de referencia 15 del medio de calibración. Durante la calibración, los elementos de sensor 26 en las pistas de medición L1 a L10 registran señales de medición del área de referencia 15. Debido a la distribución homogénea de las partículas de sustancia luminiscente 5 en la capa de barniz del área de referencia 15, el valor de la señal de medición es esencialmente idéntico para todos los elementos del sensor en las pistas de medición L1 a L10, ya que la señal de medición presenta una desviación estándar de la intensidad de luminiscencia inferior al 5 % dividido entre el tamaño de la superficie del punto de medición en milímetros cuadrados del valor medio de la intensidad de luminiscencia. Por lo tanto, los elementos de sensor 26 individuales del sensor 25 se calibran de forma sustancialmente idéntica. Un documento de valor que se debe comprobar, que se transporta y pasa por el sensor 25 y que tiene como máximo la misma anchura que el medio de calibración, se puede comprobar mediante las señales de medición de las pistas de medición L1-L10 calibradas o de una parte de estas pistas de medición.
Para la calibración del sensor 25, se comparan los valores de medición de las pistas de medición L1 -L10 con el valor nominal establecido para las pistas de medición. En función de esta comparación, se pone a disposición el resultado de la calibración que indica si el correspondiente valor de medición coincide o no con el valor nominal. Dicha puesta a disposición de resultados se realiza, por ejemplo, mediante la correspondiente indicación en el sensor 25 que deba calibrarse o en un dispositivo de calibración conectado al mismo. En caso de detectarse una desviación de un valor de medición con respecto al valor nominal que supere un valor predeterminado, se pueden ajustar las correspondientes pistas de medición del sensor 25 para conseguir una concordancia del correspondiente valor de medición con el valor nominal. En caso necesario, estos pasos se pueden repetir hasta que la desviación entre el valor de medición y el valor nominal ya no supere el valor predeterminado.
Con los medios de calibración según la invención, la desviación estándar de la señal de medición con respecto al valor medio de la señal de luminiscencia (siempre que las sustancias características sean sustancias luminiscentes) es inferior al 5 %, preferiblemente inferior al 3 %, para 2.400 puntos de medición del tamaño del punto de medición 1 mm2. Cuando un sensor detecta varias pistas de medición individuales a lo largo del medio de calibración, la desviación de la señal de medición promediada entre las pistas individuales es inferior al 2 %, preferiblemente inferior al 1 %. Con los medios de calibración del estado de la técnica no es posible conseguir esta precisión, ni siquiera de forma aproximada, para bajos contenidos de sustancias características inferiores al 0,1 % en peso.
Claims (13)
1. Medio de calibración (1) para la calibración de un sensor (25) diseñado para comprobar como mínimo una propiedad óptica de documentos de valor, presentando como mínimo una capa de sustancia característica (10, 20) y como mínimo una capa de soporte (2) para la capa de sustancia característica (10, 20), siendo la capa de sustancia característica (10, 20) una capa de barniz en la que la sustancia característica está dispersa en forma de partículas (5), tal que la sustancia característica
- es una sustancia luminiscente o una sustancia absorbente, y
- está presente en el medio de calibración con un peso por superficie de menos de 2.500 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración, preferiblemente de menos de 1.500 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración, particularmente preferible de menos de 300 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración, caracterizado por que la sustancia característica
- en la capa de sustancia característica (10,20) está presente en una concentración inferior al 0,5 % en peso, en relación con el peso total del medio de calibración, y
- presenta un tamaño de partícula D99 inferior a 10 pm, preferiblemente inferior a 5 pm, particularmente preferible inferior a 3 pm.
2. Medio de calibración (1), según la reivindicación 1, caracterizado por que la sustancia característica es una sustancia característica adecuada para la autentificación de documentos de valor, particularmente por que la sustancia característica del medio de calibración es la sustancia característica que está presente en los documentos de valor para cuya comprobación debe calibrarse el sensor (25) a calibrar con el medio de calibración (1), tal que la concentración en la que la sustancia característica está presente en el medio de calibración se sitúa preferiblemente como máximo un factor 5 por encima de la concentración en la que la sustancia característica está presente en los documentos de valor para cuya comprobación se debe calibrar el sensor (25) a calibrar con el medio de calibración (1).
3. Medio de calibración (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que la capa de sustancia característica contiene un humectante que reduce la tensión superficial de la capa de sustancia característica, de manera que la capa de sustancia característica se distribuye espacialmente homogénea sobre el medio de calibración.
4. Medio de calibración (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la sustancia característica está distribuida espacialmente homogénea sobre el medio de calibración de manera que la señal óptica de medición obtenida en diferentes puntos del medio de calibración varía tan poco que la relación entre la desviación estándar y el valor medio de la intensidad de la señal de medición es inferior al 5 % dividido por la raíz de la superficie del punto de medición indicada en milímetros cuadrados, preferiblemente inferior al 3 % dividido por la raíz de la superficie del punto de medición indicada en milímetros cuadrados.
5. Medio de calibración (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el medio de calibración (1) presenta adicionalmente un marcador forense que está formado en particular por una sustancia luminiscente.
6. Medio de calibración (1), según la reivindicación 5, caracterizado por que el marcador forense está disperso en la capa de sustancia característica (10, 20).
7. Procedimiento para la fabricación de un medio de calibración (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores con los siguientes pasos:
- Triturar la sustancia característica, que es una sustancia luminiscente o una sustancia absorbente hasta obtener partículas (5) de un tamaño de partícula D99 inferior a 10 pm, preferiblemente inferior a 5 pm, particularmente preferible inferior a 3 pm,
- proporcionar un barniz que comprenda como mínimo un aglutinante y, opcionalmente, un humectante,
- Fabricar un barniz de sustancia característica mediante la dispersión de las partículas de sustancia característica (5) en el barniz
- aplicar el barniz de sustancia característica a como mínimo una primera superficie (3) de la capa de soporte (2), siendo la sustancia característica aplicada con un peso por superficie de menos de 2.500 mg, preferiblemente de menos de 1.500 mg, particularmente preferible de menos de 300 mg de sustancia característica por m2 de medio de calibración, estando la sustancia característica presente en la capa de sustancia característica (10, 20) en una concentración de menos del 0,5 % en peso, en relación con el peso total del medio de calibración, y
- fabricar la como mínimo una capa de sustancia característica (10, 20) dejando secar y/o endurecer y/o polimerizar el barniz de sustancia característica,
y con la sustancia característica presente en la capa de sustancia característica (10, 20) en una concentración inferior al 0,5 % en peso en relación con el peso total del medio de calibración.
8. Procedimiento, según la reivindicación 7, caracterizado por que el barniz utilizado es un barniz UV libre de disolventes que contiene entre el 25 y el 95 % en peso de resinas aglutinantes oligoméricas, entre el 0 y el 60 % en peso de diluyente reactivo, entre el 1 y el 5 % en peso de como mínimo un fotoiniciador, entre el 1 y el 5 % en peso de un humectante y, opcionalmente, cargas, y por que el barniz de sustancia característica se endurece por irradiación con una fuente UVC o UVB de banda ancha.
9. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, caracterizado por que la como mínimo primera superficie (3) de la capa de soporte (2) se recubre con un agente adhesivo o una imprimación antes de la aplicación del barniz de sustancia característica.
10. Procedimiento para la calibración de un sensor (25), diseñado para comprobar como mínimo una propiedad óptica de documentos de valor, que comprende los pasos siguientes:
a) Colocar un medio de calibración (1) en el plano de medición del sensor (25), proporcionando el medio de calibración una indicación de valor nominal para la propiedad óptica,
b) determinar como mínimo un valor de medición de la propiedad óptica mediante la comprobación del medio de calibración (1) en relación con la propiedad óptica,
c) comparar el valor de medición de la propiedad óptica con un valor nominal y proporcionar un resultado de la calibración en función de esta comparación,
siendo el medio de calibración un medio de calibración (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
11. Procedimiento, según la reivindicación 10, caracterizado por que la propiedad óptica que se debe comprobar es una propiedad de luminiscencia de una sustancia característica para la autentificación de documentos de valor.
12. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por que el sensor (25) que se debe calibrar está diseñado para comprobar documentos de valor que se transportan y pasan por un sensor a lo largo de una dirección de transporte T, y durante la calibración se transporta y pasa por el sensor el medio de calibración (1) en lugar de un documento de valor.
13. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que el sensor (25) presenta una pluralidad de elementos de sensor (26) diseñados para recibir señales de medición de una pluralidad de pistas de medición (L1-L10) que se encuentran una al lado de la otra en relación a la dirección de transporte del documento de valor.
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