Procedimiento y dispositivo para la generación de imágenes de color sobre sustratos que contienen cuerpos de color y productos así fabricados.

Procedimiento para la generación de una marca, un patrón, un símbolo y/o una imagen de múltiples colores

(8) sobre un sustrato (2) con cápsulas (1; 30) dispuestas sobre el mismo que contienen cuerpos de color compuestos de colorantes o pigmentos, en el que con la acción de un rayo láser (23) se libera el efecto de color, estando dispuestas distintas cápsulas (1) con al menos dos, en particular tres, efectos de color distintos sobre o en el sustrato (2) respectivo, con las siguientes etapas de procedimiento:

a- generar una carta de color (14), en la que está contenido el efecto de color individual posible de cápsulas que contienen cuerpos de color individuales (1) como función de sus coordenadas espaciales sobre o en el sustrato (2);

b- irradiar con resolución espacial de manera que se abren sólo cápsulas individuales de cuerpos de color (1) para su efecto de color y de manera que libera estos colorantes con un láser (23), en particular un láser IR o un láser UV, a una frecuencia única, basándose en la carta de color (14) para la generación de un efecto de color resultante de los colorantes liberados.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/067769.

Solicitante: U-NICA TECHNOLOGY AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: INDUSTRIESTRASSE 4 7208 MALANS SUIZA.

Inventor/es: GOLDAU, RAINER, SCHAFER, KLAUS, DR., RITTER ULRICH.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > PROCESOS DE IMPRESION, DE REPRODUCCION, DE MARCADO... > Procesos de impresión para trabajos impresos de... > B41M3/14 (Impresión de papeles-valor)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > PROCESOS DE IMPRESION, DE REPRODUCCION, DE MARCADO... > Procesos de reproducción o de marcado; Materiales... > B41M5/28 (utilizando compuestos termocrómicos o capas que contienen cristales líquidos, microcápsulas, colorantes blanqueables o compuestos termodegradables, p. ej. liberando un gas)
  • B42D15/10
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > PROCESOS DE IMPRESION, DE REPRODUCCION, DE MARCADO... > Procesos de reproducción o de marcado; Materiales... > B41M5/34 (Termografía con varios colores)

PDF original: ES-2463991_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para la generación de imágenes de color sobre sustratos que contienen cuerpos de color y productos así fabricados

Campo técnico

La presente invención se refiere a procedimientos para la generación mejorada de imágenes de color protegidas frente a la falsificación con brillo alto sobre sustratos, a dispositivos para la realización de los procedimientos de este tipo así como a productos fabricados usando los procedimientos de este tipo tales como en particular documentos protegidos tales como por ejemplo páginas de personalización de pasaportes, tarjetas de identidad y otros carnés etc.

Estado de la técnica

Los soportes de datos en forma de carnés, páginas o insertos de personalización de pasaportes o también tarjetas de crédito y tarjetas de plástico similares deben presentar actualmente una alta seguridad frente a la falsificación. Existe una pluralidad de características de seguridad distintas así como procedimientos de impresión especiales que pueden garantizar una seguridad frente a la falsificación de este tipo en un cierto alcance. Un gran reto es a este respecto proporcionar no sólo características de seguridad no individualizadas, sino en particular características de seguridad que en cierta manera estén combinadas con la personalización o sean parte de la misma.

Por el documento DE-A-2907004 se conoce, por ejemplo, que pueden generarse imágenes en carnés, sin embargo naturalmente también otra información distinguible visualmente tal como marcas, patrones etc., con un rayo láser. En este documento, la capa funcional, a partir de la cual en el transcurso del procedimiento se genera la imagen definitiva o un símbolo o marca visible discrecional, está constituida por una capa termosensible. Esta capa funcional se extiende por la tarjeta en un segmento de superficie, en el que debe encontrarse posteriormente la imagen u otra información distinguible visualmente. La capa funcional se encuentra habitualmente en unión con otras capas de plástico, a partir de las cuales en el transcurso de la fabricación de tarjetas se genera la tarjeta acabada como laminado de películas. La imagen se introduce en este caso, yendo acompañado de la intensidad del rayo láser un oscurecimiento del punto irradiado. De esta manera se generan actualmente de manera rutinaria imágenes en blanco y negro o imágenes en tono de grises. La ventaja ya conocida anteriormente de este denominado grabado por láser consiste en la alta seguridad frente a la falsificación y estabilidad frente a la luz y solicitación mecánica de tarjetas fabricadas de esta manera, en particular cuando éstas están compuestas de policarbonato. Esto está documentado por ejemplo mediante el documento EP-A-1574359 o el documento EP-A-1008459. Los documentos de seguridad fabricados con ayuda del grabado por láser en laminados de policarbonato cumplen las especificaciones internacionales para pasaportes (OACI documento 9303 parte III volumen I) o incluso superan éstas.

Un inconveniente del procedimiento es que los cambios de color así obtenidos permiten sólo la fabricación de imágenes esencialmente monocromáticas. Así además del cambio de blanco a negro se conocen también cambios de color de blanco a marrón, de rosa a negro y de amarillo a marrón rojizo.

Existe por motivos evidentes un gran interés en la generación de imágenes de color cualitativamente de alta calidad basándose en un procedimiento basado en láser, así como una necesidad de carnés así fabricados.

Este hecho considera un concepto que se basa en la irradiación de varios componentes de color, cuerpos de color, que están compuestos de pigmentos o colorantes o mezclas de colorantes y pigmentos, de distinto color. Los componentes colorantes de distinto color deben dar como resultado conjuntamente un espacio de color, que está constituido por varios, normalmente al menos tres, colores primarios. Por motivos prácticos se prefieren los colores primarios ciano [C], magenta [M] y amarillo [Y]. Sin embargo, son concebibles también otros colores, por ejemplo rojo [R], verde [G] y azul [B]. Los colores primarios deben presentar además un espectro de absorción que permita una interacción con la luz láser de color. Naturalmente estos son colores del sistema RGB, con el que existe en la práctica una incompatibilidad parcial o interacción no ideal entre los componentes de color del sistema CMY y la longitud de onda del láser seleccionada para el máximo de absorción. A diferencia del procedimiento mencionado anteriormente de la carbonización de componentes en primer lugar no visibles, este procedimiento muestra la coloración mediante un descoloramiento, o sea un aclaramiento, de un color visible antes de la irradiación. El sustrato aparece mediante la mezcla visible de los componentes de color antes de la irradiación en un tono muy oscuro, idealmente negro. Por ejemplo, el documento WO-A-0115910 describe un procedimiento de este tipo. A pesar de las ventajas que ofrece potencialmente esta invención, concretamente la seguridad frente a la falsificación más elevada mediante una representación de color del titular del documento, el procedimiento descrito en este documento y los productos fabricados mediante el mismo presenta, en ciertas circunstancias, inconvenientes que limitan su valor práctico para ciertas aplicaciones. Los inconvenientes consisten, por un lado, en la complejidad de la formulación de pigmentos en la o las capas que van a decolorarse en la tarjeta o el soporte de datos y por otro lado en la absorción residual de los cuerpos de color desintegrados por radiación, que se representa en un tono de color amarillento. Éstos permiten sólo de manera limitada generar una imagen puramente blanca o puramente negra.

Además, los espectros de absorción de la mayoría de los componentes de color usados se han proporcionado de modo que en un cierto alcance existe una interacción indeseada entre un componente colorante de otra longitud de onda de láser distinta de la longitud de onda de láser deseada. Este efecto puede ser problemático cuando pigmentos de distintos colores se encuentran en la sección eficaz de activación del rayo láser combinado por tres longitudes de onda. Esta no idealidad mencionada anteriormente entre el espectro de absorción y la longitud de onda de láser de excitación se manifiesta mediante una interferencia espectral del descoloramiento por láser por lo demás específico del colorante. De esto resulta una calidad de imagen reducida en forma de un ruido de color y una reproducción del tono de color no neutra. Además puede ser exigente el ajuste y el control de varios rayos láser coincidentes en la práctica y con realización defectuosa puede originar defectos de color y de imagen.

Una posible forma de realización de un dispositivo de irradiación de este tipo está descrita en el documento WO-A0136208. Mediante optimización de diversos parámetros puede mantenerse dentro de los límites la reducción de la calidad. No obstante, el procedimiento sigue siendo dominable sólo difícilmente debido a su complejidad en cuanto a la obtención del resultado requerido. Finalmente, el procedimiento resulta comparativamente caro en la práctica debido a los al menos tres dispositivos de láser necesarios y junto con el correspondiente dispositivo de conducción de rayos no puede construirse de manera sencilla como unidad compacta.

Por el documento US 2002/0089580 A1 se da a conocer un soporte de datos, en el que se genera una marca, un patrón, un símbolo y/o una imagen sobre un sustrato, liberándose cuerpos de color de distinto color que están constituidos por colorantes o pigmentos de al menos tres tipos de cápsulas distintos, que tras irradiación mediante radiación láser específica producen modificación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la generación de una marca, un patrón, un símbolo y/o una imagen de múltiples colores (8) sobre un sustrato (2) con cápsulas (1; 30) dispuestas sobre el mismo que contienen cuerpos de color compuestos de colorantes o pigmentos, en el que con la acción de un rayo láser (23) se libera el efecto de color, estando dispuestas distintas cápsulas (1) con al menos dos, en particular tres, efectos de color distintos sobre o en el sustrato (2) respectivo, con las siguientes etapas de procedimiento:

a-generar una carta de color (14) , en la que está contenido el efecto de color individual posible de cápsulas que contienen cuerpos de color individuales (1) como función de sus coordenadas espaciales sobre o en el sustrato (2) ; b-irradiar con resolución espacial de manera que se abren sólo cápsulas individuales de cuerpos de color (1) para su efecto de color y de manera que libera estos colorantes con un láser (23) , en particular un láser IR o un láser UV, a una frecuencia única, basándose en la carta de color (14) para la generación de un efecto de color resultante de los colorantes liberados.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que las etapas a y b se realizan en el mismo dispositivo y sin manipulación o desplazamiento del sustrato (2) que se realice en medio.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los distintos cuerpos de color

(1) están dispuestos en una capa, preferentemente en una única capa, sobre y/o en el sustrato (2) , y están distribuidos esencialmente de manera aleatoria como función de las coordenadas espaciales; o por que los distintos cuerpos de color (1) están dispuestos en una capa, preferentemente en una única capa, sobre y/o en el sustrato (2) y están dispuestos esencialmente de manera regular en un patrón microscópico, en donde el patrón microscópico puede ser una disposición de líneas rectas u onduladas, motivos básicos o microescritura.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las cápsulas individuales (1) presentan un diámetro promedio en el intervalo de 5-15 !m, preferentemente en el intervalo de 8-12 !m, y por que están dispuestas esencialmente sobre el sustrato o en el sustrato, preferentemente separadas lateralmente de manera individual, en particular preferentemente de manera que la proyección de la normal de la distancia promedio en el plano de capa de impresión entre dos cápsulas (1) es igual o mayor que el diámetro promedio de las cápsulas, no siendo preferentemente el diámetro de rayo del rayo láser en la etapa b más del doble del tamaño del diámetro promedio de las cápsulas (1) , encontrándose en particular preferentemente el diámetro de rayo del rayo láser en la etapa b en el intervalo de 5-20 !m, preferentemente en el intervalo de 8-15 !m, en particular preferentemente en el intervalo de 8-12 !m.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que para la realización de la etapa a se escanea la superficie del sustrato, preferentemente usando una unidad de desplazamiento lineal (10) con fuente de luz blanca y/o unidad de detección dispuestas en las proximidades, en el que, preferentemente como función de las coordenadas espaciales, se irradia luz blanca o una serie de destellos de luz de distinto color y la luz reflejada o transmitida se analiza de manera espectral como función de las coordenadas espaciales, de manera preferente estableciéndose la señal exclusivamente en al menos dos, preferentemente en al menos tres frecuencias discretas que permiten una diferenciación de los distintos colorantes (1) dispuestos en el sustrato, de manera preferente usando un fotodiodo y anotando la posición y el efecto de color de colorantes individuales (1) en una matriz de datos que forma la carta de color (14) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que para la realización de la etapa b se escanea la superficie del sustrato, preferentemente usando una unidad de desplazamiento lineal (10) con fuente de láser dispuesta en las proximidades, dirigiendo la fuente de láser basándose en la carta de color (14) hacia cápsulas individuales con colorantes (1) para liberar individualmente su efecto de color; y/o por que para la realización de la etapa b el sistema óptico de láser está fijo y el sustrato se mueve con ayuda de una unidad de desplazamiento lineal (10) de modo que la fuente de láser basándose en la carta de color (14) pasa por encima del sustrato y con ello el rayo láser incide sobre cápsulas individuales con colorantes (1) para liberar individualmente su efecto de color.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en una unidad de procesamiento de datos se genera partiendo de la carta de color (14) determinada en la etapa a para la marca, el patrón, el símbolo y/o la imagen (8) un protocolo de procesamiento para el láser o la multiplicidad de láseres en la etapa b, obteniendo este protocolo de procesamiento la información de sobre qué cuerpos de color individuales debe influenciarse localmente en cuanto a su efecto de color, como función de las coordenadas espaciales, de manera selectiva mediante el láser para la generación de un determinado efecto de color macroscópico para la marca, el patrón, el símbolo y/o la imagen (8) , en particular qué efectos de color deben destruirse mediante el láser.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en caso de no realizarse o realizarse de manera defectuosa la evaluación de la carta de color (14) para el control del sistema de láser (17) aparece una identificación legible en un soporte de datos que indica una falsificación o que caracteriza la imagen

como defectuosa.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que o bien tras la etapa b como etapa de apertura de cápsula o de manera intermitente a la etapa b tras cada cápsula abierta individual o tras un número predefinido de cápsulas abiertas sigue una etapa c o bien como otra etapa de descoloramiento completa o de manera intermitente tras la dicha apertura de una o varias cápsulas, en la que con el mismo u otro rayo láser, en particular con un rayo láser UV, se decoloran completa o parcialmente los cuerpos de color retirados de las cápsulas abiertas (30) , consiguiéndose esta etapa opcionalmente haciendo que a) el rayo láser como rayo de descoloramiento, calculando la superficie de color (42) cubierta por los cuerpos de color mediante distribución, se lleve por toda o partes de esta superficie de color, o b.) orientando el rayo láser como rayo de descoloramiento hacia la zona de la (s) cápsula (s) (30) abiertas respectivamente, pudiéndose usar opcionalmente el mencionado mapeo y pudiendo realizarse la etapa de descoloramiento en un intervalo temporal predeterminado tras la apertura de la cápsula (30) para alcanzar a todos o parte de los cuerpos de color que salen con la etapa de descoloramiento.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que tras la etapa b o la etapa c opcional respectivamente, se conduce el sustrato por un soporte de agente de descoloramiento, soporte de agente de descoloramiento en el que se prevé un agente de descoloramiento que realiza una oxidación, aplicándose una luz de excitación a la superficie de contacto del soporte de agente de descoloramiento con el sustrato, de modo que el agente de descoloramiento decolora al menos los restos de envuelta (41) de las cápsulas abiertas (30) , pudiéndose añadir como alternativa el agente de descoloramiento fotoactivable al sustrato que contiene los cuerpos de color, cubriéndose el patrón, la marca, el símbolo o la imagen desarrollados tras el proceso de descoloramiento con un filtro de absorción de luz adecuado.

11. Soporte de datos con una marca, un patrón, un símbolo y/o una imagen de múltiples colores (8) con un sustrato

(2) con cápsulas (1; 30) dispuestas sobre el mismo que contienen cuerpos de color compuestos de colorantes o pigmentos, cuyo efecto de color puede liberarse con la acción de un rayo láser (23) , estando dispuestas distintas cápsulas (1) con al menos dos, en particular tres, efectos de color distintos sobre o en el sustrato (2) respectivo, generado según un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores 9 ó 10, habiéndose decolorado en un número predefinido de cápsulas abiertas total o parcialmente los cuerpos de color retirados de las cápsulas abiertas (30) con el mismo u otro rayo láser, en particular con un rayo láser UV.

12. Soporte de datos según la reivindicación 11, caracterizado por que se fabricó basándose en un sustrato (2) con disposición aleatoria de las cápsulas con colorantes (1) , en el que en la vista en planta sobre el sustrato (2) está prevista una disposición de una capa de las cápsulas y por que, para aumentar la seguridad, opcionalmente en el soporte de datos y/o en un banco de datos están guardadas la disposición aleatoria y su uso para la generación de la marca, el patrón, el símbolo y/o la imagen.

13. Soporte de datos según una de las reivindicaciones 11 a 12, caracterizado por que se trata de una película, una película de transferencia o un laminado.

14. Soporte de datos según una de las reivindicaciones 11 a 13, que tras una fabricación defectuosa según una de las reivindicaciones 1 a 10 presenta una identificación legible que es una indicación de falsificación o indica un defecto de imagen.

15. Soporte de datos según una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado por que se trata de un documento de seguridad, en particular una tarjeta de identificación, una tarjeta de crédito, un pasaporte, un carné de usuario o una placa de identificación.

16. Dispositivo para la realización de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el dispositivo presenta medios para la fijación de un sustrato, una primera unidad (10-12) para la determinación de la carta de color (14) del sustrato, así como una segunda unidad (17) para la irradiación con resolución espacial, que abre sólo cápsulas individuales con colorantes (1) , con un láser (23) a una frecuencia única basándose en la carta de color (14) para la generación de un efecto de color resultante, en donde el dispositivo además opcionalmente está caracterizado por que el dispositivo presenta al menos una unidad de procesamiento de datos así como al menos una unidad de desplazamiento lineal (10) que puede activarse bidimensionalmente mediante esta unidad de procesamiento de datos, que porta la primera y/o la segunda unidades, en donde el dispositivo además opcionalmente está caracterizado por que presenta un soporte de agente de descoloramiento, a través del cual se lleva a contacto el sustrato y en el que está previsto un medio de iluminación, con el que puede aplicarse al menos a una parte de la superficie de contacto una radiación de excitación del medio de iluminación que activa el descoloramiento mediante el soporte de agente de descoloramiento.