MX2012010975A - Documento de seguridad con dispositivo de seguridad integrado y metodo de fabricacion. - Google Patents
Documento de seguridad con dispositivo de seguridad integrado y metodo de fabricacion.Info
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- B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
- B42D25/40—Manufacture
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Abstract
Se proporciona un documento (1) de seguridad que tiene un sustrato (4) y un. dispositivo (10) de seguridad integral que incluye una capa (12) de imagen y una capa (11) de enfoque, cada uno formado a partir de una capa de tinta curable por radiación grabada con formaciones (13, 15) en relieve. La primera capa curable por radiación grabada con formaciones (13) en relieve para formar la capa (12) de imagen se proporciona en una primera superficie del documento, y la segunda capa (1.1) curable por radiación grabada con formaciones (15) en relieve del elemento de enfoque se proporciona en una segunda superficie del documento. La primera y segunda superficies se encuentran separadas por una distancia D predeterminada para producir un efecto óptico visible cuando se ve la capa (12) de imagen a través de la capa (11) de enfoque. En modalidades preferidas, por lo menos una de la primera y segunda capas curables por radiación se graba con estructuras en relieve difractivas y alto índice refractivo o recubrimientos reflectivos pueden aplicarse a las formaciones en relieve grabadas en la capa (12) de imagen y/o la capa (11) de enfoque. La invención permite que los dispositivos de seguridad se integren en un documento de seguridad, tal como un billete de banco, de una manera de costo efectivo, sin aumentar sustancialmente el espesor del documento.
Description
DOCUMENTO DE SEGURIDAD CON DISPOSITIVO DE SEGURIDAD INTEGRADO
Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere a documentos de seguridad y fichas, y se refiere particularmente a proporcionar un documento de seguridad con un dispositivo o unidad de seguridad integrada, y también a un método mejorado para fabricar tal documento de seguridad.
DEFINICIONES
Documento de Seguridad
Como se utiliza en la presente el término documento de seguridad incluye, todo tipo de documentos y fichas de documentos de valor e identificación, incluyendo, pero no limitado a lo siguiente: Elementos de moneda corriente tales como billetes de banco y monedas, tarjetas de crédito, cheques, pasaportes, tarjetas de identidad, valores y certificados de acciones, licencias de conducir, escrituras de propiedad, documentos de viaje tales como boletos de avión y tren, tarjetas y boletos de entradas, certificados de nacimiento, defunción y matrimonio, y certificados académicos .
La invención es particular, pero no exclusivamente, aplicable a los documentos de seguridad tales como billetes de banco o documentos de identificación, tales como tarjetas de identidad o pasaportes formados a partir de un sustrato al que se aplica una o más capas de impresión.
Sustrato
Como se utiliza en la presente, el término sustrato se refiere al material base a partir del cual se forma el documento de seguridad o de la ficha. El material base puede ser de papel u otro material fibroso tal como celulosa; un material de plástico o polimérico que incluye pero no se limita a polipropileno (PP) , polietileno (PE), policarbonato (PC), cloruro de polivinilo (PVC), tereftalato de polietileno (PET); o un material compuesto de dos o más materiales, tales como un laminado de papel y por lo menos un material de plástico, o de dos o más materiales poliméricos.
El uso de materiales de plástico o poliméricos en la fabricación de documentos de seguridad iniciado en Australia ha tenido mucho éxito porque los billetes poliméricos son más duraderos que sus contrapartes de papel y también pueden incorporar nuevos dispositivos y unidades de seguridad. Una unidad de seguridad particularmente exitosa en los billetes poliméricos producidos por Australia y otros países ha sido un área transparente o "ventana".
Ventanas Transparentes y Medias Ventanas
Como se utiliza en la presente, el término ventana se refiere a un área transparente o traslúcida en el documento de seguridad comparada con la región sustancialmente opaca a la que se aplica la impresión. La ventana puede ser totalmente transparente para que permita la transmisión de luz sustancialmente sin afectar, o puede ser parcialmente transparente o traslúcida parcialmente permitiendo la transmisión de la luz pero sin permitir que los objetos se vean claramente a través del área de ventana.
Un área de ventana puede formarse en un documento de seguridad polimérico que tiene por lo menos una capa de material polimérico transparente y una o más capas opacif icantes aplicadas por lo menos en un lado de un sustrato polimérico transparente, omitiendo por lo menos una capa de opacidad en la región que forma el área de ventana. Si las capas opaci ficantes se aplican en ambos lados de un sustrato transparente, una ventana totalmente transparente puede formarse omitiendo las capas opacificantes en ambos lados del sustrato transparente en el área de ventana.
Un área parcialmente transparente o traslúcida, en lo sucesivo referida como una "media ventana", puede formarse en un documento de seguridad polimérico que tiene capas opacificantes en ambos lados omitiendo las capas opacificantes en un solo lado del documento de seguridad en el área de ventana de modo que la "media ventana" no es completamente transparente, sino que permite que pase algo de luz a través sin permitir que se vean los objetos claramente a través de la media ventana.
Alternativamente, es posible para los sustratos formarse de un material sustancialmente opaco, tal como papel o material fibroso, con un inserto de material de plástico transparente, insertado en un recorte, o rebajo en el papel o sustrato fibroso para formar una ventana transparente o un área de media ventana traslúcida.
Capas opacifican es
Se pueden aplicar una o más capas opacificantes a un sustrato transparente para aumentar la opacidad del documento de seguridad. Una capa opacificante es tal que
LT <Lo, donde L0 es la cantidad de luz incidente sobre el documento, y LT es la cantidad de luz transmitida a través del documento. Una capa opacificante puede comprender cualquiera o más de una variedad de recubrimientos opacificantes . Por ejemplo, los recubrimientos opacificantes pueden comprender un pigmento, tal como dióxido de titanio, dispersado dentro de un aglutinante o portador de material polimérico reticulable activado por calor.
Alternativamente, un sustrato de material plástico transparente podría intercalarse entre las capas de papel opacificante u otro material parcial o sustancialmente opaco al cual pueden imprimirse posteriormente o aplicarse de otro modo los indicios.
Dispositivo o Unidad de Seguridad
Como se utiliza en la presente, el término dispositivo o unidad de seguridad incluye cualquiera de un gran número de dispositivos, elementos o unidades de seguridad pretendidos para proteger al documento de seguridad o ficha contra falsificación, copia, alteración o manipulación indebida. Los dispositivos o unidades de seguridad pueden proporcionarse en o sobre el sustrato del documento de seguridad o en o sobre una o más capas aplicadas al sustrato base, y pueden tomar una amplia variedad de formas, tales como hilos de seguridad incrustados en capas del documento de seguridad; tintas de seguridad, tales como tintas fluorescentes, luminiscentes y fosforescentes, tintas metálicas, tintas iridiscentes, tintas fotocróraicas , termocrómicas, hidrocrómicas o piezocrómicas ; unidades impresas y grabadas, incluyendo estructuras en relieve, capas de interferencia, dispositivos de cristal liquido; lentes y estructuras lenticulares; dispositivos ópticamente variables (OVDs) , tales como los dispositivos difractivos incluyendo rejillas de difracción, hologramas y elementos de óptica difractiva (DOEs) .
Tamaño del punto focal
Como se utiliza en la presente, el término tamaño de punto focal se refiere a las dimensiones, usualmente un diámetro o ancho efectivo, de la distribución geométrica, de puntos en los cuales los rayos refractados a través de una lente intersectan con un plano del objeto en un ángulo de visión particular. El tamaño del punto focal puede inferirse a partir de cálculos teóricos, simulaciones de trazado de rayos, o a partir de mediciones reales.
Longitud focal f
En la presente especificación, la longitud focal, cuando se usa con respecto a una microlente en una matriz de lentes, significa la. distancia desde el vértice de la microlente a la posición del foco dada al localizar el máximo de la distribución de la densidad de potencia cuando la radiación colimada es incidente desde el lado de la lente de la matriz (véase T. Miyashita, "Estandarización para microlentes y matrices de microlentes" (2007) Japaness Journal of Applied Physics 46, p 5391) .
Altura de hundimiento s
La altura de hundimiento o hundimiento superficial s de una lentilla es la distancia desde el vértice hasta un punto en el eje intersectado por la linea más corta del borde de una lentilla que se extiende perpendicularmente a través del eje.
Ángulo de lóbulo
El ángulo de lóbulo de una lente es el ángulo de visión completa formado por la lente.
Un tipo de dispositivo de seguridad que se ha propuesto previamente para su uso en documentos de seguridad se describe en la US 5712731 (Drinkwater) que implica una combinación de microlentes y inicroimágenes para generar efectos ópticamente variables. En la US 5712731 las microimágenes se forman mediante la impresión sobre una superficie de un sustrato y las microlentes pueden formarse en un componente separado o en una hoja de plástico transparente unida a las microimágenes. Un ligero desajuste entre la inclinación o alineación rotacional de las microimágenes y microlentes pueden producir efectos ópticamente variables, tales como una imagen aumentada (conocida como un amplificador moiré, tal como se describe en M. Hutley et al, "El amplificador moiré", Ópticas Pura y Aplicada vol. 3, pp 133-142 (1994)) . Estos dispositivos de seguridad conocidos, pueden producir imágenes que parecen moverse y/o flotar por debajo o por encima del plano del dispositivo a medida que cambia el ángulo de observación.
Una desventaja de estos dispositivos de seguridad conocidos es que no son muy adecuados para la incorporación en un documento de seguridad delgado, flexible, tal como un billete de banco o similar. También, los efectos ópticamente variables producidos son monocromáticos, y existe un limite para el tamaño de microimágenes que pueden producirse por métodos de impresión tradicionales, tales como huecograbado, impresión flexográfica y en bajo relieve.
También se ha propuesto formar microimágenes en un dispositivo de seguridad. ópticamente variable usando tecnología láser, por ejemplo, al dirigir un rayo láser a través de microlentes sobre una capa absorbente de láser. Sin embargo, tal técnica sólo produce imágenes monocromáticas.
La US 2008/0160226 describe un elemento de seguridad que tiene una primera unidad de autenticación y una segunda unidad de autenticación. La primera unidad comprende una pluralidad de elementos de enfoque en una primera rejilla y una pluralidad de estructuras microscópicas en una segunda rejilla. Las estructuras microscópicas se amplifican cuando se ven a través de los elementos de enfoque. El segundo elemento de autenticación es mecanizado y/o visualmente verificable y no se encuentra influenciado por los elementos de enfoque de la primera unidad de autenticación. Muchas de las diversas modalidades de los elementos de seguridad en la US 2008/0160226 incluyen una capa adhesiva para transferir el elemento de seguridad a un documento. Otras modalidades incluyen dos sustratos portadores, uno de los elementos de enfoque, y el otro para las microestructuras . En algunas modalidades las microestructuras son grabadas, y en otras modalidades se imprimen. El elemento de seguridad descrito en la US 2008/0160226 exhibe un espesor total de menos de 50 µp? para hacerlo adecuado especialmente para anexar un papel de seguridad, documento de valor o similares. Sin embargo, esto puede imponer restricciones en el tamaño y la longitud focal de los elementos de enfoque y el tamaño y resolución de las microestructuras.
Por lo tanto, es deseable proporcionar un documento de seguridad y método de fabricación en el que por lo menos algunas de las desventajas de la técnica anterior se mitigan. También es deseable proporcionar un documento de seguridad que incorpore un dispositivo que puede producir efectos ópticamente variables similares a aquellos de una. combinación de microlentes y microimágenes con un efecto visual mejorado. Es además deseable proporcionar un método mejorado para fabricar tal documento de seguridad que incorpora un dispositivo de seguridad.
De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un documento de seguridad que comprende un sustrato provisto de un dispositivo de seguridad integral formado sobre el sustrato, en donde el dispositivo de seguridad comprende una capa de imagen y una capa de enfoque, la capa de imagen que incluye una pluralidad de formaciones en relieve grabadas en una primera capa de tinta curable por radiación sobre una primera, superficie del documento, la capa de enfoque que incluye una pluralidad de formaciones en relieve de los elementos de enfoque grabados en una segunda capa de tinta curable por radiación en una segunda superficie, en donde el espesor total del documento cae sustancialmente dentro del margen de 60 a 140 µ?t? y tales primera y segunda superficies se encuentran separadas por una distancia predeterminada mayor que 50 pm para producir un efecto óptico visible cuando se ve la capa de imagen a través de la capa de enfoque.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para fabricar un documento de seguridad con un dispositivo de seguridad integral, que incluye las etapas de:
aplicar una primera capa de tinta curable por radiación grabable en una superficie en un lado del documento;
grabar en relieve la primera capa de tinta curable por radiación con una pluralidad de formaciones en relieve y el curado con radiación para formar una capa de imagen, y
aplicar una segunda capa de tinta curable por radiación grabable en una segunda superficie;
grabar en relieve la segunda capa curable .por radiación con formaciones en relieve del elemento de enfoque grabado y curar con radiación para formar una capa de enfoque ,
en donde el espesor total del documento cae sustancialmente dentro del margen de 60 a 140 µ?? y la primera y segunda superficies se encuentran separadas por una distancia predeterminada mayor que 50 pm para producir un efecto óptico visible cuando se ve la capa de imagen a través de la capa de enfoque.
De preferencia, el espesor total del documento de seguridad cae sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 70 a 120 µpt., y de mayor preferencia de aproximadamente 80 a 100 µ?t?, el margen de espesores preferidos para un billete de banco. La primera y segunda superficies en las que la capa de imagen y la capa de enfoque se encuentran respectivamente, se proporcionan de preferencia separados por una distancia que cae sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 60 a 100 µ?t?, y de mayor preferencia entre aproximadamente 65 y 90 µ??.
El método para formar las formaciones en relieve en la capa de imagen grabando una tinta curable por radiación, es particularmente ventajoso ya que permite a los elementos de imagen de una alta resolución formarse integralmente en un documento de seguridad, tal como un billete de banco. Por ejemplo, grabados que tienen dimensiones en el margen de nanómetro (nm) pueden formarse por la técnica de grabado por "estampado suave" en una capa de tinta curable por radiación y curar sustancial y simultáneamente la tinta curable por radiación con radiación, tal como radiación con UV, rayos X o haces de electrones.
En una modalidad particularmente preferida, la pluralidad de formaciones en relieve de la imagen en la capa de imagen incluye estructuras difractivas grabadas.
Un dispositivo de seguridad que tiene una capa de imagen que incluye una pluralidad de elementos de imagen formados como estructuras difractivas grabadas, con una capa de enfoque separada de la capa de imagen por una distancia predeterminada, por ejemplo, el espesor de un sustrato transparente de un documento de seguridad, permite que se produzcan una variedad de efectos ópticamente variable. En particular, un efecto óptico visible en la forma de una imagen en color, puede producirse el cual puede combinarse con otros efectos tales como un efecto moiré aumentado, efectos tridimensionales e imágenes en movimiento o flotantes.
De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un documento de seguridad que incorpora un dispositivo de seguridad que comprende una capa de imagen que incluye una pluralidad de formaciones en relieve aplicadas a una primera superficie del dispositivo, y una capa de enfoque que incluye una pluralidad de estructuras difractivas formadas en una segunda superficie del dispositivo, tal primera y segunda superficies estando separadas por una distancia predeterminada por lo cual se produce un efecto óptico visible en la forma de una imagen en color cuando se visualiza la capa de imagen a través de la capa de enfoque.
Si la capa de imagen incluye estructuras difractivas, puede utilizarse para formar elementos de imagen en un fondo no difractivo. El fondo no difractivo puede adoptar diversas formas. Por ejemplo, puede ser un fondo transparente, un fondo opaco y difusamente disperso (mate) , o un fondo especularmente reflectante.
Alternativamente, las estructuras difractivas pueden formar el fondo, mientras que los elementos de imagen están formadas por áreas no difractivas en el fondo, es decir, áreas que están desprovistas de estructuras difracti as .
La pluralidad de formaciones de elementos de relieve en la capa de enfoque y/o capa de imagen puede incluir estructuras de microlentes y/o elementos de microespej os . La pluralidad de formaciones de elementos de relieve puede en lugar, o adicionalmente, incluir formaciones que forman por lo menos una lente de Fresnel, una placa de zona o un tamiz de fotón.
El uso de una estructura de enfoque difractivo tal como una lente de Fresnel o placa de zona puede ser particularmente ventajosa cuando se integra en un documento de seguridad, debido a que los dispositivos que contienen tales estructuras son considerablemente más delgados que sus contrapartes de refracción. Una estructura de aumento difractivo en la forma de un tamiz de fotón confiere una ventaja adicional en que proporciona sustancialmente la misma funcionalidad que una. placa de zona, pero tiene más pequeñas áreas contiguas, lo que permite una mayor facilidad de producción cuando se utilizan métodos para grabar en relieve.
El efecto óptico visible producido cuando se ven las formaciones en relieve de la capa de imagen a través de la capa de enfoque puede incluir un efecto moiré aumentado, un efecto tridimensional, un efecto de imagen en movimiento o flotante, o una combinación de éstos. Debido a que se aplican formaciones en relieve al dispositivo mediante un método de grabado, una amplia variedad de estructuras (produciendo una variedad correspondientemente amplia de efectos ópticos) puede aplicarse al dispositivo en relación espacial estrecha, por ejemplo, como estructuras mutuamente adyacentes o intercaladas, en una sola etapa.
En modalidades preferidas, el sustrato del documento de seguridad puede estar formado de un material transparente, con las formaciones en relieve de la capa de imagen estando grabadas en una capa curable por radiación aplicada en un lado del sustrato. Las formaciones en relieve de la capa de enfoque pueden entonces grabarse en una capa curable por radiación aplicada en el lado opuesto del sustrato.
En una disposición preferida, los espesores del material transparente, y de las capas curables por radiación en los lados opuestos del sustrato determinan la separación predeterminada de la capa de imagen y la capa de enfoque.
En una modalidad alternativa, las formaciones en relieve de la capa de imagen y la capa de enfoque se encuentran grabadas en capas curables por radiación aplicadas a las superficies en el mismo lado del sustrato que forma el documento de seguridad, tales superficies están separadas por una capa intermedia sustancialmente transparente.
Al menos un recubrimiento metálico c de alto índice refractivo (HRI) puede aplicarse a las formaciones en relieve grabados de la capa de imagen y/o la capa de enfoque. Un recubrimiento reflectante de esta naturaleza mejora la visibilidad del efecto óptico producido por el dispositivo cuando se ve en el modo de reflexión a través de la capa de enfoque .
Con esta disposición, el sustrato del documento de seguridad puede ser transparente, traslúcido u opaco. Los espesores de la capa intermedia sustancialmente transparente, las capas curables por radiación y cualesquier recubrimientos de alto índice refractivo puede determinar la separación predeterminada de la capa de imagen y/o la capa de enfoque.
Sustratos opacos adecuados para su uso con ciertas de las modalidades anteriores incluyen papel y sustratos híbridos de papel/polímero.
Se prefiere particularmente que el dispositivo de seguridad se integre dentro de una ventana sustancialmente transparente del documento de seguridad, con el fin de proporcionar otra capa de seguridad por encima del dispositivo de seguridad en si.
Tinta Curable por Radiación Grabable
El término tinta curable por radiación grabable, utilizado en la presente se refiere a cualquier tinta, laca u otro tipo de recubrimiento que puede aplicarse al sustrato en un proceso de impresión, y que puede grabarse en relieve aunque suave para formar una estructura de relieve y curado por radiación para fija la estructura de relieve grabado. El proceso de curado no se lleva a cabo antes de que la tinta curable por radiación se encuentre grabada, aunque es posible que el proceso de curado se lleve a cabo ya sea después de grabar en relieve o sustancialmente al mismo tiempo que la etapa de grabado. La tinta curable por radiación es de preferencia curable con radiación ultravioleta (ÜV) . Alternativamente, la tinta curable por radiación puede curarse por otras formas de radiación, tales como haces de electrones o rayos X.
La tinta, curable por radiación es de preferencia una tinta transparente o traslúcida formada a partir de un material de resina transparente. Tal tinta transparente o traslúcida es particularmente adecuada para imprimir elementos de seguridad transmisores de luz tales como DOEs de tipo numérico y estructuras de lentes.
En una modalidad particularmente preferida, la tinta transparente o traslúcida comprende de preferencia una laca o recubrimiento grabable transparente curable con UV a base de acrilico.
Tales lacas curables con UV pueden obtenerse de diversos fabricantes, incluyendo Kingfisher Ink Limited, producto ultravioleta de tipo UVF-203 o similar. Alternativamente, los recubrimientos grababl.es, curables por radiación pueden basarse en otros compuestos, por ejemplo, nitro-celulosa .
Las tintas curables por radiación y lacas utilizadas en la invención se ha encontrado que son particularmente adecuadas para grabar microestructuras , incluyendo estructuras difractivas tales como DOEs, rejillas de difracción, y hologramas, y microlentes y matrices de lentes. Sin embargo, también pueden grabarse en relieve con estructuras en relieve más grandes, tales como dispositivos ópticamente variables no difractivos.
La tinta se encuentra de preferencia grabada y curada con radiación ultravioleta (UV) en sustancialmente el mismo tiempo. En una modalidad particularmente preferida, la tinta curable por radiación se aplica y se graba en sustancialmente el mismo tiempo en un proceso de impresión en huecograbado .
De preferencia, con el fin de ser adecuado para la impresión en huecograbado, la tinta curable por radiación, tiene una viscosidad que cae sustancialmente en el margen de aproximadamente 20 a aproximadamente 175 centipoises, y de mayor preferencia de aproximadamente 30 a aproximadamente 150 centipoises. La viscosidad puede ser determinada midiendo el tiempo de drenaje de la laca de una copa Zahn del # 2. Una muestra la cual se drena en 20 segundos tiene una viscosidad de 30 centipoises, y una muestra, la cual se drena en 63 segundos tiene una viscosidad de 150 centipoises.
Con algunos sustratos poliméricos , puede ser necesario aplicar una capa intermedia al sustrato antes de que la tinta curable por radiación se aplique para mejorar la adhesión de la estructura grabada formada por la tinta al sustrato. La capa intermedia comprende de preferencia una capa de imprimación, y de mayor preferencia la capa de imprimación incluye una imina de polietileno. La capa de imprimación también puede incluir un reticulador, por ejemplo, un isocianato multifuncional . Ejemplos de otros imprimadores adecuados para su uso en la invención incluyen: polímeros hidroxilo terminados; co-pol ímeros basados en poliéster hidroxilo terminados; acrilatos hidroxilados reticulados o no reticulados; poliuretanos , y acrilatos aniónicos o catiónicos curados con UV. Ejemplos de reticulantes adecuados incluyen: isocianatos; poliaziridinas; complejos de zirconio; acet ilacetona de aluminio; rnelarninas, y carbodiimidas .
El tipo de imprimador puede variar para diferentes sustratos y estructuras de tinta grabadas. De preferencia, se selecciona un imprimador que no afecte sustancialmente las propiedades ópticas de la estructura de tinta grabada.
En otra modalidad posible la tinta curable por radiación puede incluir partículas metálicas para formar una composición de tinta metálica que sea imprimible y grabable. Tal composición de tinta metálica puede utilizarse para imprimir un elemento de seguridad reflectante, tal como una rejilla de difracción u holograma. Alternativamente, una tinta transparente, por ejemplo, formada a partir de una resina transparente, puede aplicarse en un lado del sustrato, con o sin una capa, de imprimación intermedia, la tinta transparente entonces se graba y se cura con radiación y una composición de tinta metálica se aplica posteriormente a la tinta transparente grabada en un proceso de impresión, si se desea, para formar un elemento de seguridad reflectante como parte del dispositivo de seguridad.
También es posible para la composición de tinta metálica aplicarse en una capa que sea lo suficientemente delgada para permitir la transmisión de luz.
Cuando se utiliza una tinta metálica, de preferencia comprende una composición que incluye partículas de pigmento de metal y un aglutinante. Las partículas de pigmento de metal, se seleccionan de preferencia del grupo que comprende: aluminio, oro, plata, platino, cobre, aleación de metales, acero inoxidable, nicrom y latón. La tinta metálica tiene de preferencia un bajo contenido de aglutinante y una alta relación de pigmento a aglutinante. Ejemplos de composiciones de tinta metálicas adecuadas para su uso en la presente invención se describen en WO2005/049745 de Wolstenholme International Limited, que describe composiciones de recubrimiento adecuadas para su uso en el recubrimiento de una rejilla de difracción que comprende partículas de pigmento de metal y un aglutinante, en donde la relación de pigmento a aglutinante es lo suficientemente alta como para permitir la alineación de las partículas de pigmento a los contornos de la rejilla de difracción. Los aglutinantes adecuados pueden comprender cualquiera o más seleccionados del grupo que comprende nitrocelulosa, etilcelulosa, acetato de celulosa, acetato-propionato de celulosa (CAP) , acetato-butirato de celulosa (CAB) , propionato soluble en alcohol (ASP) , cloruro de vinilo, co-polímeros de acetato de vinilo, acetato de vinilo, vinilo, acrílico, poliuretano, poliamida, éster de colofonia, hidrocarburo, aldehido, cetona, uretano, tereftalato de polietileno, terpenfenol, poliolefina, silicona, celulosa, poliamida y resinas de éster de colofonia. En una composición de tinta metálica particularmente preferida, el aglutinante comprende celulosa nitro y poliuretano.
La relación de pigmento a aglutinante de preferencia cae sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 5:1 a. aproximadamente 0.5:1 por peso, y de mayor preferencia cae sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 4:1 a aproximadamente 1:1 en peso.
El contenido de pigmento metálico en peso de la composición es de preferencia menos de aproximadamente 10%, y de mayor preferencia menos de aproximadamente 6%. En modalidades particularmente preferidas, el contenido de pigmento en peso de la composición cae sustancialmente en el margen de aproximadamente 0.2% a aproximadamente 6%, y de mayor preferencia de aproximadamente 0.2% a aproximadamente 2% .
El diámetro de partícula promedio puede estar en el margen de aproximadamente 2 µ?? a aproximadamente 20 pm, de preferencia en el margen de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 20 pm, y de mayor preferencia en el margen de aproximadamente 8pm a aproximadamente 15 m.
El espesor de las partículas de pigmento es de preferencia menos de aproximadamente 100 nm y de mayor preferencia menos de aproximadamente 50nm. En una modalidad, el espesor de las partículas de pigmento cae sustancialmente dentro del margen de 10-50n.m. En otra modalidad, el espesor de las partículas de pigmento cae sustancialmente dentro del margen de 5-35 nm, y en otra modalidad el espesor promedio de las partículas de pigmento cae sustancialmente dentro del margen de 5-18 nm.
Las composiciones de tinta curables con UV grabables tales como las descritas anteriormente se ha encontrado que son particularmente adecuadas para grabar en relieve para formar dispositivos de seguridad ópticamente difractivos, tales como rejillas de difracción, hologramas y elementos ópticos difractivos.
En el caso de una media ventana en la que se cubre la región transparente en un lado por lo menos una capa opacificante, un dispositivo de seguridad formado a partir de una tinta metálica grabada puede ser un dispositivo reflectivo que sólo es visible en la media ventana desde el lado opuesto del sustrato, que no está cubierto por una capa opacificante en el área de media ventana.
También es posible para la capa opacificante, la cual cubre el área de media ventana en un lado de los sustratos, permitir la transmisión parcial de la luz de modo que el dispositivo de seguridad formado por la tinta grabada se encuentra parcialmente visible en transmisión desde el lado, el cual se cubre por la capa opacificante en el área de media ventana.
En el caso de un documento de seguridad flexible, tal como un billete de banco o similar, el cual es plegable, si la capa de enfoque se proporciona en una primera superficie del documento en un área de la ventana completa, la capa de imagen puede proporcionarse en otra parte del documento, que se encuentra lateralmente separada de la capa de enfoque y se sitúa en la superficie opuesta del documento, por lo que cuando la capa de la lente se encuentra superpuesta sobre la capa de imagen, por ejemplo, por plegado, la capa de imagen puede verse a través de la capa de enfoque y el efecto óptico visible se vuelve evidente.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Algunas modalidades preferidas de la presente invención se describirán ahora, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos anexos, en los que:
La Figura 1 es una sección esquemática a través de un documento de seguridad que tiene un dispositivo de seguridad integrado de acuerdo con una modalidad de la invención;
la Figura 2 es una sección esquemática a través de un documento de seguridad similar a la Figura 1 con un dispositivo de seguridad modificado;
la Figura 3 es una sección esquemática a través de un documento de seguridad similar a la Figura 1. con otro dispositivo de seguridad;
la Figura 4 es una sección esquemática a través de un documento de seguridad con un dispositivo de seguridad formado a partir de una tinta, grabada en relieve en un área de media de ventana;
la Figura 5 es una vista en planta de un documento de seguridad que muestra un ejemplo de un efecto ópticamente variable producido por un dispositivo de seguridad integrado;
la Figura 6 muestra vistas en planta de la capa de enfoque y capa de imagen del documento de seguridad de la Figura 5;
la Figura 1 muestra una vista en planta de una modificación del documento de seguridad de la Figura 5;
la Figura 8 muestra una vista en planta y en primer plano de un ejemplo de una formación de imagen en relieve para su uso con algunas modalidades de la presente invención;
la Figura 9 muestra una capa de imagen alternativa para su uso con la configuración mostrada en la Figura 6;
la Figura 10 es una sección transversal esquemática a través de un documento de seguridad modificado con el dispositivo de seguridad formado sobre un sustrato opácela Figura 11 es una sección transversal esquemática a través de otro documento de seguridad con el dispositivo de seguridad formado sobre un sustrato transparente opaco, y
la Figura 12 es una sección transversal esquemática a través de una modalidad adicional de un documento de seguridad en la que la capa de la lente no yace permanentemente sobre la capa de imagen.
Haciendo referencia a la Figura 1 se muestra un documento de seguridad 1 que comprende un sustrato 4 de material plástico transparente y una o más capas 5, 6 opacificantes en cada lado del sustrato. El sustrato 4 transparente está formado de preferencia de un material polimérico transparente tal como una estructura laminada de dos o más capas de polipropileno orientadas biaxialmente . Se apreciará, sin embargo, que otros sustratos poliméricos transparentes o traslúcidos pueden usarse en la presente invención, tal como polietileno y tereftalato de polietileno (PET) . Las capas 5, 6 opacificantes pueden comprender una o más capas de tinta opacificante aplicadas a los lados opuestos del sustrato 4. Alternati amente, las capas 5, 6 opacificantes pueden estar formadas de capas de papel u otro material opaco laminado a lados opuestos del subestado 4 para formar un sustrato híbrido.
Como se muestra en la Figura 1, las capas 5, 6 opacificantes se han omitido en una región del documento de seguridad 1 para formar un área transparente o ventana 7. El documento de seguridad se encuentra provisto de un dispositivo 10 de seguridad integral en la ventana 7, como se describirá a continuación.
El dispositivo 10 de seguridad comprende una capa 11 de enfoque y una capa 12 de imagen. Una primera o superficie 4a superior del sustrato 4 transparente tiene una pluralidad de formaciones en relieve de los elementos de enfoque grabados en forma de microlentes 15 de refracción que se han grabado en una primera capa de tinta curable por radiación para formar la capa 11 de enfoque. En la segunda, o superficie 4b inferior del dispositivo, existe una segunda capa de tinta curable por radiación en la cual se han grabado una pluralidad de formaciones en relieve de las imágenes difractivas generalmente indicadas en 13. Las formaciones 13 en relieve de la imagen difractiva forman la capa 12 de imagen .
Las microlentes 15 y las formaciones 13 en relieve de la imagen pueden formarse a partir de una tinta curable por radiación del tipo descrito anteriormente, por ejemplo acrilato UV que tiene un índice de refracción n de 1.47.
El espesor del sustrato 4 transparente de preferencia cae sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 50 a aproximadamente 120 µ??. El espesor de las tintas curables por radiación de preferencia no excede de aproximadamente 10 µ??, y de mayor preferencia 5 µ?t?. Asi, la capa 11 de enfoque y la capa 12 de imagen se encuentran separadas por una distancia D predeterminada que es mayor que 50 pm, de preferencia entre aproximadamente 60 y 100 pm, y de mayor preferencia entre 65 y 90 µ??.
El espesor total del documento de seguridad que incorpora el dispositivo de seguridad de preferencia cae sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 60 a 140 µp?. En el caso de un sustrato transparente cubierto por tintas opacificantes , las capas de tintas opacificantes tienen de preferencia un espesor total que cae sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 5 a 20 µ?? en cada lado del sustrato. Cuando se utiliza un sustrato híbrido de papel/polímero, el o los espesores de la o las capas de papel opacificante pueden caer sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 10 ym a 45 µ??.
La invención permite que se utilicen elementos de enfoque y elementos de imagen relativamente amplios. De preferencia, la inclinación de los elementos de enfoque y/o elementos de imagen es por lo menos de aproximadamente 50 µ??.
Las formaciones 13 en relieve de la imagen grabada pueden tener diversas formas bidimensionales en el plano de la capa de imagen. Por ejemplo, cada formación en relieve de la imagen puede formar parte de una imagen global más grande que es visible cuando se visualiza a través de la capa 11 de enfoque. Alternativamente, cada formación en relieve de la imagen puede ser una imagen completa, tal como una letra, número o forma geométrica.
Las áreas 18 no difractivas de la capa 12 de imagen forman un fondo para las porciones 13 que producen imágenes. La tinta curable por radiación de la capa de imagen puede ser una composición de tinta parcialmente transparente, por ejemplo pigmento metálico que contiene oro o plata como se describe anteriormente. En este caso, un observador que visualiza el dispositivo a través de una capa 11 de enfoque observará una imagen difractiva de color formada por 13 elementos de imagen en un fondo de oro o plata reflectivo formado por áreas 18 sin imagen.
Una capa 16 adicional de un recubrimiento de protección puede aplicarse sobre la capa 12 de imagen. Esto sirve para proteger la estructura de relieve de daño físico, así como para impedir la falsificación mediante la copia de contacto de la estructura de relieve. La capa 16 adicional puede ser un material sustancialmente transparente, tal como un recubrimiento de alto índice refractivo (HRI), o puede ser un material reflectivo, tal como un recubrimiento metálico. Un HRI o recubrimiento metálico puede servir para mejorar el efecto óptico producido por el dispositivo, dependiendo de la diferencia de índice de refracción entre el recubrimiento y la capa 12 de imagen. Por ejemplo, el efecto óptico puede ser completamente visible en la transmisión, pero sólo parcialmente visible en la reflexión, o viceversa.
Alternativamente, la capa 12 de imagen puede ser impresa en una tinta sustancialmente transparente a la que se aplica una capa 16 adicional de tinta que tiene un Índice de refracción diferente, de manera que la tinta llena las estructuras 13 de relieve y las regiones 18 de fondo asumirán la apariencia del material de la capa 16 adicional. La capa 16 adicional actúa así como una capa de fondo en esta modalidad.
Por ejemplo, si se emplea un material altamente reflectivo, tal como una de las composiciones de tinta metálicas de oro o de plata descritas anteriormente, el observador verá una imagen difractiva de color producida por las estructuras 13 de relieve, contra un fondo de oro o plata especularmente reflectante, la reflexión especular que ocurre a partir de las regiones 18 de fondo.
La aplicación de una tinta no metálica la cual incluye un tinte o pigmento de color resultará en una imagen difractiva, de color y ópticamente variable, que es visible contra un fondo ópticamente invariable que tiene el color del tinte o pigmento.
También es posible estructurar las regiones 18 de fondo, por ejemplo con un relieve no difractivo y aperiódico que tiene un alto grado de rugosidad de la superficie, de modo que cuando una capa reflectante de tinta 16 se aplica a la capa 12 de imagen, la luz que incide en las áreas de fondo se verá reflejada no especularmente, es decir, difusamente, y el fondo tendrá un apariencia sustancialmente acromática o mate .
Un recubrimiento de protección 17, por ejemplo de un material de HRI, también puede aplicarse a la capa 11 de enfoque .
Las formaciones 13 en relieve de la imagen pueden tener una frecuencia espacial constante f (= 1/d, donde d es el espaciamiento de rejilla) a través de la capa de imagen. En virtud de la ecuación de la rejilla d (sen 0,„ + sen 9_¿) = ?t??, con 9m siendo la posición angular del orden de la mava difracción, 9¿ siendo el ángulo de incidencia y ? la longitud de onda de la luz incidente, el color de la imagen cuando se observa bajo luz policromática cambiará a medida que cambia el ángulo de observación, y la máxima difracción de primer orden diferente correspondiente a longitudes de onda diferentes aparece.
La frecuencia espacial y/o profundidad de grabado también puede modularse a través de la capa de imagen para producir efectos visuales más llamativos, tales como imágenes aumentadas moiré multicolores completamente tonales.
También es posible formar elementos 13 de imagen como rejillas de sub-longitud de onda, de modo que actúen como rejillas de orden cero para una longitud de onda particular de luz. Por ejemplo, una rejilla con un espaciado de rejilla d de aproximadamente de 300 nm tendrá un pico de reflexión fuerte alrededor de 550 nm, es decir, aparecerá sustancialmente verde. Este tipo de estructura también produce un efecto aún más interesante en que se desplegará un cambio de color en rotación alrededor de 90° en su propio plano .
Si se forman las formaciones 13 en relieve de la imagen de sub-longitud de onda, sus frecuencias espaciales también pueden modularse a través de la capa de imagen para producir los elementos de imagen que tienen diferentes colores. Por ejemplo, algunos de los elementos 13 de imagen pueden tener una primera frecuencia espacial, de tal manera que producen luz de color verde en el orden de difracción cero, mientras que los elementos de imagen restantes pueden tener una segunda frecuencia espacial de tal manera que producen luz de color rojo en el orden de difracción cero. Se apreciará que cualquier número de colores diferentes pueden emplearse, de modo que pueden formarse imágenes aumentadas multicolores que despliegan un cambio de color en rotación dentro de 90°.
La capa 11 de enfoque y la capa 12 de imagen están separadas por una distancia D predeterminada, que generalmente será similar a o aproximadamente igual a la longitud focal de los elementos 15 de enfoque de modo que los elementos de enfoque se encuentran sustancialmente "en foco" con los elementos de imagen. La distancia D también puede reducirse al adaptar el tamaño del punto focal en la capa 12 de imagen al tamaño de los elementos 13 de imagen, de modo que el tamaño de punto focal es aproximadamente igual a o dentro de un margen estrecho (por ejemplo, ± 20%) del tamaño del elemento de imagen, como se describe en la solicitud provisional Estadounidense 61/157,309.
También es posible el uso de "fuera de foco" enfocando elementos que tienen una longitud focal significativamente mayor que la distancia D. Por ejemplo, la longitud focal puede tener aproximadamente el doble de la distancia D, por ejemplo, cuando D es de aproximadamente 80-85 µ?t?, pueden utilizarse los elementos de enfoque con una longitud focal de aproximadamente 150 a 160 µ??.
Si cada formación de imagen en relieve es una microimagen en la forma de un patrón o caracteres y las microimágenes son sustancialmente idénticas y se repite a través de la capa de imagen con un periodo de repetición en particular o frecuencia espacial, y se ve a través de las lentes 15 que tienen un periodo de repetición similar, entonces el observador verá una imagen integral compuesta por franjas de moiré, cada franja es una versión aumentada de las microimágenes individuales. El grado de ampliación dependerá de la diferencia en el periodo de repetición entre la matriz de lentes en la capa 11 de enfoque y la matriz de microimágenes en capa 12 de imagen, y también de la orientación angular relativa de la lente y las matrices de la imagen .
Las microimágenes pueden formarse como estructuras no difractivas, por ejemplo, como estructuras que tienen un grado espacial en el orden de varias mieras en una o ambas dimensiones en el plano de la capa de imagen. Esta es una resolución mucho más alta que puede lograrse por métodos de impresión. Alternativamente, pueden ser estructuras difractivas que tienen un grado espacial global similar a las estructuras no difractivas antes mencionadas, pero que son difractivamente subestructuradas , es decir, cada una de las microimágenes es una rejilla de difracción o rejilla de sub-longitud de onda.
También es posible que las formaciones en relieve de la imagen sean estructuras difractivas, reflectantes o de refracción más complejas.
En una modalidad, cada formación 13 en relieve de la imagen puede estructurarse de manera que, en la reflexión bajo iluminación difusa por luz policromática, produce una imagen de una parte de un objeto real o imaginario, el objeto aparece tridimensional y acromático para el espectador.
Un ejemplo de tal estructura es una formación en relieve incluyendo facetas reflectivas (microespej os ) , en el que las pendientes (ángulos) de las facetas se modulan con el fin de reflejar la luz incidente de una manera que simula la reflexión de la superficie del objeto, como se describe en la solicitud de PCT O 90/08338. Un ejemplo adicional de una estructura en relieve capaz de producir un efecto pseudo-3D, tal como se describe en la solicitud de PCT WO 2006/013215, es una estructura en relieve que contiene una serie de zonas difractivas, la frecuencia espacial y la curvatura de las ranuras difractivas en cada zona que está dispuesta de manera que la luz incidente se desvia de una manera que simula la reflexión de la superficie del objeto.
Viendo las formaciones 13 en relieve de las imágenes de esta naturaleza bajo una matriz de lentes 15 puede producir una impresión de pseudo-3D para el espectador, que también varia a medida que el ángulo de visión está cambiando .
En otra modalidad, cada una de las formaciones 13 en relieve de las imágenes puede ser del tipo descrito anteriormente, pero producir una imagen pseudo-3D del objeto completo. Si las formaciones 13 en relieve de las imágenes son sustancialmente idénticas entre si y cada una está debajo de una lente 15, el dispositivo puede producir un efecto visual óptico que es una versión girada y aumentada de la imagen pseudo-3D, de acuerdo con el principio del efecto amplificador moiré discutido anteriormente.
En otra modalidad, cada formación 13 de imagen en relieve puede estructurarse como una matriz de microespejos en la que el ángulo entre cada microespejo y el sustrato se modulan para producir un efecto óptico altamente reflectivo. Por ejemplo, los ángulos de microespejos dentro de una formación 13 de imagen en relieve puede modularse para reflejar la luz incidente de una manera que simula la reflexión de la superficie de un objeto tridimensional real o imaginario, produciendo asi un efecto pseudo-3D para el observador .
En general, cada elemento de enfoque de la capa de enfoque se superpondrá a un elemento 13 de imagen en el uso del dispositivo, pero los efectos ópticamente variables más complejos, tales como la animación, pueden producirse por la aplicación de elementos 13 de imagen que se derivan de una pluralidad de imágenes entrelazadas (espacialmente multiplexadas) . Por ejemplo, un efecto de "inversión de imagen" podría proporcionarse al entrelazar dos imágenes. Los elementos 13 de imagen en este caso serían los segmentos de las imágenes entrelazadas, y cada elemento 15 de enfoque superpondría un par de elementos de imagen 13, uno de cada imagen .
En aún otro ejemplo, los elementos 13 de imagen pueden incluir más de un tipo de elemento en relieve que genera efecto, de modo que la capa 12 de imagen incluye, por ejemplo, una matriz de microimágenes de rejilla de sublongitud de onda que producen una imagen difractiva de orden cero que cambia de color en rotación, y una matriz, de microimágenes difractivas que cambian de color al inclinar el dispositivo, pero no cuando el dispositivo se gira. Dos o más tipos diferentes de efecto óptico por lo tanto pueden producirse por una capa 12 de imagen simple.
También es posible emplear estructuras de lente difractivas como los elementos de enfoque para proporcionar un efecto de ampliación, por ejemplo las microlentes 25 de Fresnel de la Figura 2. La figura 2 muestra un documento 2 de seguridad similar a aquel de la Figura 1 pero con un dispositivo 20 de seguridad modificado. El documento 2 de seguridad y el dispositivo 20 de la Figura 2 se encuentran en todos los demás aspectos sustancialmente idénticos al documento 1 de seguridad y el dispositivo 10 de la Figura 1. Las microlentes 25 de Fresnel pueden estar formadas como estructuras que tienen un perfil continuo como se representa en la Figura 2, o puede aproximarse por estructuras que tienen un perfil binario o de múltiples niveles, como se conoce en la técnica.
La Figura 3 muestra un documento de seguridad 3 similar a la Figura 1 pero con otro dispositivo 30 de seguridad modificado. El documento 3 de seguridad y el dispositivo 30 de la Figura 3 se encuentran en todos los demás aspectos sustancialmente idénticos al documento 1 de seguridad y al dispositivo 10 de la Figura 1. El dispositivo 30 de seguridad difiere de aquel de la Figura 1 en que las estructuras 33 difractivas grabadas en la capa 12 de imagen forman un fonio difractivo, y los elementos 35 de enfoque y la capa 14 de enfoque yace sobre las áreas 36 no difractivas en la capa de imagen.
Haciendo referencia ahora a la Figura 4, se muestra un documento 40 de seguridad que incorpora el dispositivo 20 de seguridad de la Figura 2. El documento 40 de seguridad incluye una primera capa 42 opacificante que cubre el lado del sustrato 4 en la que se proporciona la capa 12 de imagen, y puede incluir opcionalmente una segunda capa 44 opacificante que cubre la primera capa opacificante. En el lado opuesto del sustrato sobre el que se proporciona la capa 14 de enfoque, una primera capa 46 opacificante (y, opcionalmente, una segunda capa 48 opacificante) cubre el sustrato 4, excepto en el área del dispositivo 20. El área 45 descubierta a la cual los recubrimientos 46, 48 opacificantes no se aplican, de este modo se forma en la superficie superior del documento como se muestra un área 47 de media ventana que contiene el dispositivo 20.
Las capas 42 y 44 opacificantes pueden comprender cualquiera o más de una variedad de recubrimientos opacificantes . Por ejemplo, los recubrimientos opacificantes pueden comprender un pigmento, tal como dióxido de titanio, dispersado dentro de un aglutinante o portador de material polimérico reticulable activado por calor. Alternativamente, el sustrato 4 de material plástico transparente podría intercalarse entre capas de papel opacificantes a la que los indicios pueden posteriormente imprimirse o aplicarse de otro modo. También es posible para los documentos de seguridad formarse a partir de un papel o sustrato fibroso que tiene un área de corte con un inserto de plástico transparente insertado en el área cortada para formar una ventana transparente a la cual se aplica la composición de tinta y grabada para formar la capa 11 de enfoque y la capa .12 de imagen.
Haciendo referencia a las Figuras 5, 6 y 8 se muestra un documento 120 de seguridad incluyendo un área 130 de ventana o de media ventana a través de la cual es visible un efecto de ampliación moiré. La Figura 5 muestra el documento de seguridad en vista en planta. El documento 120 de seguridad tiene una estructura similar a la mostrada en la Figura 1, pero con los elementos de imagen siendo microestructuras difractivas grabadas en forma de letras ?' 113 en una capa 112 de imagen como se muestra en la vista agrandada de la Figura 6 que también muestra una vista agrandada de las microlentes 115 de la capa 114 de enfoque. Una versión extremadamente agrandada de uno de los elementos 113 de imagen se muestra en 150 en la Figura 8. Las áreas 118 no ocupadas por letras "A" 113 pueden ser áreas no estructuradas, o pueden estar estructuradas aperiódicamente para luz incidente difusamente dispersa.
En la Figura 8, cada elemento 113 de imagen comprende una serie de ranuras difractivas grabadas, en el cual las lineas 113a oscuras indican partes grabadas (ranuras) y las lineas 113b blancas indican partes no grabadas (partes planas) . Tal formación puede proporcionar una transición entre imágenes claras y oscuras cuando se ven en transmisión en ángulos diferentes, o si el documento de seguridad se encuentra inclinado.
La capa de fondo (no mostrada) aplicada a la capa
112 de imagen grabada es de preferencia una tinta transparente que incluye un colorante, de modo que cuando los elementos 113 de imagen se ven a través de la capa 114 de enfoque incluyendo microlentes 115 y que tienen una inclinación similar (pero no idéntica) y alineación rotacional como capa 112 de imagen, ampliada y letras 113' giradas que muestra un efecto difractivo ópticamente variable son visibles contra un fondo 118 de color no difractivo, el color de fondo que corresponde al color del colorante.
En la Figura 7, se muestra una versión 220 modificada del documento 120 de seguridad de la Figura 5, en la que las funciones de primer plano y de fondo se han invertido. En este caso, la capa de imagen se graba en relieve en todas partes excepto en las áreas correspondientes a las letras , de modo que las versiones 213' amplificada y girada que tienen el color del tinte son visibles en el área 230 de ventana contra un fondo 218 difractivo de color correspondiente a las áreas grabadas.
Si la separación entre las áreas en relieve 113a grabadas y 113b no grabadas adyacentes se hace lo suficientemente pequeña, el elemento de imagen puede formar-una rejilla de sublongitud de onda que de preferencia refleja luz de un color particular, como se describió anteriormente.
También se apreciará que la frecuencia espacial de las ranuras 113a puede modularse dentro de un elemento 113 de imagen para producir diferentes efectos de color. La profundidad de las ranuras en relieve puede también, o en su lugar, ser modulada.
Los elementos 113 de imagen en diferentes regiones de la capa 112 de imagen también pueden tener diferentes frecuencias espaciales y/o profundidades de grabado para producir diferentes colores y/o brillo a través de la capa 112 de imagen.
En la Figura 9 se muestra una capa 312 de imagen alternativa (no a escala) a la capa 112 de imagen de las Figuras 5 y 7. En esta modalidad, los elementos 313 de ima.gen (delimitados por lineas de puntos) son generalmente no idénticos. Los elementos 313 de imagen comprenden ranuras 313a grabadas (lineas oscuras) y áreas 313b no grabadas y el espaciado y la curvatura de las ranuras grabadas puede modularse a través de la capa 312 de imagen. Con el uso de un dispositivo que presenta la capa 312 de imagen, cada elemento 313 de imagen se visualiza por una lente simple en una matriz 114 de lentes superpuestas, de modo que la impresión producida en el espectador es de una imagen 3560 difractiva que cambia de color y que también parece moverse y/o flotar según se cambie el ángulo de visión.
Haciendo referencia ahora a la Figura 10, se muestra un documento 50 de seguridad modificado que comprende un sustrato 51 opaco provisto de un dispositivo 510 de seguridad integral. El dispositivo 510 de seguridad es similar al dispositivo 10 de seguridad de la Figura 1 y comprende una capa 52 de imagen y una. capa 54 de enfoque. La capa 52 de imagen se forma a partir de una capa de tinta curable por radiación aplicada a un área, de una primera superficie 59 del sustrato 51 opaco, después de lo cual las formaciones 53 en relieve de la imagen difracti a se encuentran grabadas en la capa de tinta y la tinta curada. Una capa 56 de separación óptica, de preferencia una capa de un material de HRI, se aplica a la capa 52 de imagen. Una capa de tinta curable por radiación se aplica entonces a la capa 56 separadora y inicrolentes 55 simultáneamente grabados y curados en la capa de tinta para formar la capa 54 de enfoque. Una capa 57 adicional, de preferencia de material de HRI puede aplicarse para proteger la capa. 54 de enfoque. Las áreas 58 no difractivas sin grabar de la capa de imagen forman un fondo para los elementos 53 de la imagen grabada pero se apreciará que la disposición puede invertirse con las áreas difractivas grabadas que forman un fondo para las áreas no grabadas que forman, los elementos de imagen como se describe con referencia a la Figura 3.
La superficie del sustrato 51 opaco en el lado en el que se proporciona el dispositivo 510 de seguridad puede estar cubierto por una o más de otras capas opacas, por ejemplo, capas 511 y 512 impresas, excepto en el área donde se encuentra el dispositivo de seguridad. Por lo tanto, una media ventana 517 está formada en el documento de seguridad para producir un efecto similar a la Figura 4.
En la modalidad de la Figura 10, la capa 52 de imagen y la capa 54 de enfoque se localizan en el mismo lado del sustrato, y esto puede ser ventajoso en algunas configuraciones de fabricación.
La Figura 11 muestra un documento 60 de seguridad modificado que tiene un dispositivo de seguridad 610 que es similar al dispositivo 20 de las Figuras 2 y 4. El documento 60 comprende un sustrato 61 transparente al que se ha aplicado un recubrimiento 70 opacificante en una superficie 71. Una capa 62 de imagen de tinta curable por radiación se aplica a la superficie 72 del sustrato 61 opuesta al recubrimiento 70 opacificante, y formaciones 63 de imagen en relieve se forman por grabado y curado de la tinta curable por radiación. Una cubierta 66 de HRI se aplica entonces a la capa 62 de imagen, y una capa 67 adicional de un separador óptico sustancialmente transparente se aplica sobre la cubierta 66 de HRI. Una. segunda capa de tinta curable por radiación puede entonces aplicarse a la superficie exterior 73 de la capa 67 de separación óptica, y las formaciones 65 en relieve del elemento de enfoque grabado y curado en la tinta curable por radiación para formar la capa 64 de enfoque. Una capa adicional de material 67 de HRI, que puede ser el mismo que, o diferente de, la cubierta 66 de HRI, se aplica entonces a la capa 64 de enfoque para proteger las lentes .
Como en la Figura 10, la superficie del sustrato 61 transparente en el lado en el cual se proporciona el dispositivo 610 de seguridad puede estar cubierta por una o más de otras capas opacas, por ejemplo capas 611 y 612 impresas, excepto en el área en la cual el dispositivo de seguridad se encuentra situado. Por lo tanto, una media ventana 617 se encuentra formada en el documento de seguridad para producir un efecto similar a la Figura 4.
En cada una de las Figuras 10 y 11, el espesor total del separador óptico, y el recubrimiento de HRI cuando se proporciona, es de preferencia tal que la capa de imagen y la capa de enfoque se encuentran separadas por una distancia D mayor que 50 pm. El espesor total del documento de seguridad cae de preferencia sustancialmente dentro del margen de aproximadamente 60 a 140 µ?t?, y de mayor preferencia es por lo menos aproximadamente 85 pm para permitir el espesor del sustrato opaco o sustrato transparente opacificado .
La Figura 12 muestra otro documento 410 de seguridad modificado que comprende un sustrato 411 transparente que tiene recubrimientos 422, 424 opacificantes aplicados a éste, excepto en las regiones 430, 431, cada uno de los cuales forma una región de ventana en el documento 410 de seguridad. En la primera ventana 430 se aplica una capa de enfoque 414 de tinta curable por radiación en la cual las formaciones 415 en relieve del elemento de enfoque han sido grabadas y curadas. Un material 417 de HRI se aplica como un recubrimiento protector en las formaciones 415 en relieve del elemento de enfoque. En la región 431 de segunda ventana, en el lado opuesto del sustrato a la capa 414 de enfoque, se aplica una segunda capa de tinta curable por radiación en la que las formaciones 413 en relieve de la imagen se encuentran grabadas y curadas para formar la capa 412 de imagen. Las formaciones 413 en relieve de la imagen se encuentran protegidas por una segunda capa 416 protectora de HRI.
Al doblar el documento de seguridad 410 y poner las dos áreas de una ventana 430, 431 en alineación, de manera que la capa 414 de enfoque se traslapa con la capa 412 de imagen, un efecto óptico visible puede volverse aparente, por ejemplo, un efecto de ampliación moiré difractivo o no dif.tactivo como se describe anteriormente, o una imagen en color en movimiento y/o flotante. Esta configuración de "auto-verificación" del documento de seguridad añade una unidad de seguridad reconocible adicional para la autenticación del documento.
También se apreciará que la capa 414 de enfoque y la capa 412 de imagen puede localizarse en el mismo lado del sustrato 411, en lugar de en lados opuestos como se muestra en la Figura 11, se proporciona el espesor del sustrato y/o la longitud focal de los elementos 415 de enfoque se ajustan por consiguiente.
En algunas aplicaciones, una capa de imprimación intermedia (no mostrada) puede aplicarse a la superficie del sustrato 1 1, 51, 61, 411 antes de la composición de tinta grabable de las capas 12, 14, 52, 54, 62, 64, 112, 114, 412, 414 se aplica para mejorar la adhesión de la estructura grabada resultante en el sustrato.
El aparato para grabar la tinta curable con UV para formar la estructura grabada puede incluir una cuña o un rodillo sin costuras. La cuña o el rodillo pueden fabricarse de cualquier material adecuado, tal como níquel o poliéster.
De preferencia, las cuñas de níquel se producen a través de un proceso de electrodeposición de níquel sulfamato. La superficie de una placa de vidrio fotoresistente que contiene una estructura microscópica utilizada para formar una estructura en relieve difractiva o una matriz de microlentes puede ser metalizada al vacío o rociada con plata pura. La placa puede colocarse entonces en una solución de sulfamato de níquel y durante un período de tiempo las moléculas de níquel se depositan sobre la superficie del recubierto de plata fotoresistente, dando como resultado una copia maestra. Las copias posteriores pueden utilizarse en la transferencia de la imagen para la reproducción, o transferencia a cuñas de poliéster ultravioleta o para hacer un rodillo sin costuras.
Las cuñas de poliéster pueden elaborarse al recubrir poliéster con una laca curable por ultravioleta y copiar al contacto la imagen principal y curar la imagen transferida por medio de luz ultravioleta.
Los cilindros sin soldaduras pueden elaborarse utilizando una película de transferencia metalizada con un patrón difractivo sub-microscópico o un patrón de lente microscópico para microlentes sobre el mismo, que puede fijarse y transferirse a un cilindro recubierto con un adhesivo. La película de transferencia metalizada puede engomarse al rodillo mediante una presión. El adhesivo puede entonces curarse, de preferencia por calor. Una vez curada la película de transferencia se retira, dejando la capa metalizada con el patrón sub-microscópico o microscópico en la superficie del cilindro es decir, el rodillo. Esto se repite hasta que el cilindro se cubre completamente. Este cilindro puede colocarse entonces en un tubo de vaciado y se vacía con silicona para hacer un molde. El patrón sub-microscópico o microscópico puede moldearse en la superficie interior de la silicona.
Una vez que la silicona se cura, el molde se retira y se coloca en un segundo tubo de vaciado. Un rodillo de vaciado puede colocarse entonces en el molde y vaciarse con una resina dura, de preferencia curada con calor. Una vez curado, el rodillo puede retirarse del molde, donde el patrón en la superficie interior de la silicona se ha transferido a la superficie exterior del cilindro de resina y está listo para su uso, para transferir el patrón difractivo sub-microscópico o patrón de la lente en la superficie del cilindro hacia la superficie de una laca curable ultravioleta impresa sobre la primera superficie de un sustrato.
En otra modalidad, un cilindro está recubierto con resina endurecible con luz ultravioleta, colocando una película de transferencia transparente con un patrón difractivo sub-microscópico o un patrón de lente a la superficie de la resina ultravioleta a través de una presión y curado con luz ultravioleta. El cilindro puede entonces vaciarse posteriormente, como se describe anteriormente y se utiliza para transferir directamente el patrón en la superficie de una laca de curado ultravioleta impresa sobre la primera superficie de un sustrato.
La superficie superior del sustrato puede imprimirse con la tinta curable con UV grabable en el registro discreto con el área de ventana o media ventana, de modo que la otra impresión subsecuente puede llevarse a cabo en áreas no registradas como imágenes/patrones fuera del área de ventana o media ventana. El sustrato puede entonces pasar a través de un rodillo de presión a un cilindro que lleva un patrón difractivo sub-microscópico o un patrón de lente o la imagen en la forma de una cuña de níquel o poliéster adherida a ia superficie de un cilindro. En una modalidad preferida, los patrones se mantienen en un cilindro sin costuras de modo que la precisión de la transferencia puede mejorarse. El patrón difractivo sub-microscópico o patrón de lente a pueden entonces transferirse de la cuña o rodillo sin costuras hacia la superficie de la laca curable con ultravioleta expuesta por medio de llevar la superficie de la cuña o rodillo sin costuras en contacto con la superficie de la laca curable con ultravioleta expuesta. Una fuente de luz ultravioleta puede estar expuesta a través de la superficie superior del sustrato fílmico y cura instantáneamente la laca por exposición a la luz ultravioleta. Las fuentes de luz ultravioleta pueden ser lámparas en el margen de 200 vatios a 450 vatios dispuestos en el interior del cilindro, curando a través de la laca ultravioleta impresa y fijando el patrón difractivo sub-microscópico o patrón de lente transferido.
El método descrito anteriormente en el cual los dispositivos de seguridad de estructuras en relieve grabadas se forman mediante la impresión de una tinta curable por radiación transparente sobre una lámina, grabar la tinta, mientras aún esté blanda y simultáneamente curar la tinta con radiación, permite unidades de seguridad múltiples que se forman en una hoja de billetes de banco u otros documentos de seguridad en los que las unidades de seguridad son más exactamente en registro con las áreas de ventana o media ventana de los documentos individuales de la hoja comparada con otros métodos para aplicar dispositivos de seguridad grabados, tales como rejillas de difracción u hologramas mediante la transferencia de los dispositivos de seguridad desde una hoja de transferencia en los documentos de seguridad. Esto, en la presente invención, es debido al menos en parte, al registro del dispositivo de seguridad que se genera como una etapa integral del proceso de impresión, y no estar sujetos a. cuestiones de hoja de registro alimentada en el que las tolerancias son comúnmente mayores que 1 iran.
Otra ventaja de la invención es que permite que los dispositivos de seguridad que consisten de una capa de enfoque y una capa de imagen para integrarse en un documento de seguridad, tal como un billete de banco, en una manera de costo efectivo, sin aumentar sustancialmente el espesor del documento. En la mayoría de los casos, cualquier altura adicional del dispositivo de seguridad no es perceptible. La invención permite por lo tanto elementos de enfoque relativamente anchos y los elementos de imagen que se utilizan sin impactar sobre la impresión adicional o el uso del dispositivo. El dispositivo formado a partir de una capa de enfoque y una capa de imagen es una unidad de seguridad abierta que permite un mayor reconocimiento por el público y proporciona una mayor dificultad en la replicación para el falsificador .
Se apreciará que varias modificaciones y alteraciones pueden hacerse a las modalidades de la presente invención descritas anteriormente sin apartarse del alcance y espíritu de la presente invención. Por ejemplo, las capas de enfoque diferentes y' capas de imagen en las diferentes modalidades pueden intercambiarse, mientras que las modalidades ejemplares se han descrito con referencia particular a un documento de seguridad en la forma de un billete de banco, se apreciará que los diversos aspectos y modalidades de la invención tienen aplicación en otros tipos de documentos de seguridad e identificación, incluyendo, pero no limitados a lo siguiente: tarjetas de crédito, cheques, pasaportes, tarjetas de identidad, valores y certificados de acciones, licencias de conducir, escrituras de propiedad, documentos de viaje tales como boletos de avión y tren, tarjetas y boletos de entradas, certificados de nacimiento, defunción y matrimonio, y certificados académicos.
Claims (23)
1. Un documento de seguridad caracterizado porque comprende un sustrato provisto de un dispositivo de seguridad integral formado sobre el sustrato, en donde el dispositivo de seguridad comprende una capa de imagen y una capa de enfoque, la capa de imagen que incluye una pluralidad de formaciones en relieve grabadas en una primera capa de tinta curable por radiación sobre una primera superficie del documento, la capa de enfoque que incluye una pluralidad de formaciones en relieve de los elementos de enfoque grabados en una segunda capa de tinta curable por radiación en una segunda superficie, en donde el espesor total del documento cae sustancialmente dentro del margen de 60 a 140 pm y tales primera y segunda superficies se encuentran separadas por una distancia predeterminada mayor que 50 pm para producir un efecto óptico visible cuando se ve la capa de imagen a través de la capa de enfoque.
2. Un método para fabricar un documento de seguridad con un dispositivo de seguridad integral, caracterizado porque incluye las etapas de: aplicar una primera capa de tinta curable por radiación grabable en una superficie en un lado del documento; grabar en relieve la primera capa de tinta curable por radiación con una pluralidad de formaciones en relieve y el curado con radiación para formar una capa de imagen, y aplicar una segunda capa de tinta curable por radiación grababie en una segunda superficie; grabar en relieve la segunda capa curable por radiación con formaciones en relieve del elemento de enfoque grabado y curar con radiación para formar una capa de enfoque, en donde el .espesor total del documento cae sustancialmente dentro del margen de 60 a 140 ym y la primera y segunda superficies se encuentran separadas por una distancia predeterminada mayor que 50 pm para producir un efecto óptico visible cuando se ve la capa de imagen a través de la capa de enfoque.
3. El documento de seguridad o método de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque por lo menos una de la primera y segunda capas curables por radiación se graba con estructuras en relieve difractivas.
4. El documento de seguridad o método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la pluralidad de formaciones en relieve en la capa de imagen grabada incluye estructuras difractivas.
5. El documento de seguridad o el método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque las estructuras en relieve difractivas grabadas en la capa de imagen forman un fondo difractivo, y elementos de imagen en la capa de imagen se forman por áreas no difractivas en el fondo difractivo.
6. El documento de seguridad o método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque las estructuras en relieve difractivas grabadas en la capa de imagen forman elementos de imagen, en un fondo no difractivo.
7. El documento de seguridad o método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el fondo no difractivo es el mismo que el sustrato sobre el que se forma el dispositivo de seguridad.
8. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las formaciones en relieve de los elementos de enfoque grabados son estructuras difractivas .
9. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efecto óptico visible producido cuando se ve la formación en relieve grabada en la capa de imagen a través de la capa de enfoque es una imagen en color.
10. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pluralidad de formaciones en relieve en la capa de enfoque y/o la capa de imagen incluyen estructuras de microlentes.
11. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pluralidad de estructuras en relieve en la capa de enfoque y/o la capa de imagen forma por lo menos una lente de Fresnel, una placa de zona de tamiz de fotón.
12. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pluralidad de estructuras en relieve en la capa de enfoque y/o la capa de imagen incluyen elementos de microespej os .
13. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efecto óptico visible producido cuando se ven las formaciones en relieve de la capa de imagen a través de la capa de enfoque incluye un efecto moiré aumentado.
14. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efecto óptico visible producido cuando se ven las formaciones en relieve de la capa de imagen a través de la capa de enfoque incluye un efecto tridimensional .
15. El. documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efecto óptico visible producido cuando se ve la formación en relieve de la capa de imagen a través de la capa de enfoque incluye una imagen, que se mueve o flota.
16. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sustrato se forma a partir de material transparente, las formaciones en relieve de la capa de imagen están grabadas en una capa curable por radiación aplicada en un lado del sustrato, y las formaciones en relieve de la capa de enfoque están grabadas en una capa curable por radiación aplicada en el lado opuesto del sustrato .
17. El documento de seguridad o método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el espesor del material transparente y de las capas curables por radiación, en los lados opuestos del sustrato determinan la separación predeterminada de la capa de imagen y la capa de enfoque .
18. El documento de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque las formaciones en relieve de la capa de imagen y la capa de enfoque están grabadas en capas curables por radiación aplicadas a. las superficies en el mismo lado del sustrato, tales superficies siendo separadas por una capa intermedia sustancialmente transparente.
19. El documento de seguridad o método de conformidad con la reivindicación 18 caracterizado porque el sustrato es un sustrato opaco, tal como papel o un sustrato híbrido de papel/polímero.
20. El dispositivo de seguridad o método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque por lo menos un recubrimiento de índice reflectivo o altamente refractivo se aplican a las formaciones en relieve grabadas de la capa de imagen y/o la capa de enfoque.
21. El documento de seguridad o el método de conformidad con la reivindicación 18, la reivindicación 19 o la reivindicación 20 como anexada a la reivindicación 18 o la reivindicación 19, caracterizado porque los espesores de la capa intermedia sustancialmente transparente, las capas curables por radiación y cualesquier recubrimientos de alto índice refractivo determinan la separación predeterminada de la capa de imagen y/o la capa de enfoque.
22. El documento de seguridad de conformidad con la reivindicación 1 o cualquiera de las reivindicaciones 3 a 21, caracterizado porque el dispositivo de seguridad se incorpora dentro de una ventana o media ventana del documento de seguridad.
23. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque por lo menos una de la primera y segunda capas de tinta curable por radiación se graba mientras está suave para formar las formaciones en relieve y se cura con radiación en sustancialmente el mismo tiempo que la etapa de grabado para fijar las formaciones en relieve grabadas .
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