USO DE PIGMENTOS LUMINISCENTES BASADOS EN RUTENIO (II) EN DOCUMENTOS DE SEGURIDAD, PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA SU DETECCION.

Uso de un pigmento luminiscente perteneciente a la familia de los complejos de rutenio (II) con ligandos heterocíclicos quelantes para la codificación o validación de un documento o un efecto securizado

Uso de pigmentos luminiscentes basados en rutenio (II) en documentos de seguridad, procedimiento y dispositivo para su detección.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a pigmentos luminiscentes sintetizados pertenecientes a la familia de los complejos de rutenio (II), con aplicación a documentos de seguridad o efectos securizados, de manera que la incorporación de dichos pigmentos en los documentos o efectos puede realizarse durante la fabricación del material utilizado para fabricar el documento o efecto, o añadiendo cualquier aditivo sólido o semisólido al documento o papel de seguridad, o puede añadirse posteriormente en cualquiera de las tintas de seguridad o componentes utilizados en el documento o efecto. Por efectos securizados ha de entenderse cualquier soporte físico que se quiera securizar, desde un envoltorio, hasta una entrada de espectáculos, diferenciándose por tanto de lo que son los documentos de identidad tal y como tarjetas de identidad, pasaportes, etc..., así como de los documentos de valor como son billetes de banco, efectos bancarios, cheques, etc.....

El objeto de la presente invención es que dichos pigmentos luminiscentes, sintetizados para conferir seguridad adicional al documento o efecto en el que están incorporados, permiten la codificación o validación individual de los documentos de seguridad o efectos securizables mediante el uso de dichos pigmentos con diferentes respuestas frente al procedimiento de medición que se describe a continuación.

Otros objetos de la presente invención son los dispositivos y procedimientos para la detección o verificación de los mismos, basados en la medida con detección sensible a la fase de la luminiscencia emitida por dichos pigmentos, y la determinación del posible código incorporado.

Antecedentes de la invención

Es conocida, en el estado de la técnica de los documentos o efectos de seguridad, la utilización de pigmentos o colorantes luminiscentes para detectar la validez de estos documentos o efectos. Destaca entre estos documentos la patente US-6.402.986 que se refiere a nuevas composiciones y procedimientos que son usados en la verificación de productos o documentos. Dichas composiciones y procedimientos están basados en la lectura de la luz emitida por las composiciones luminiscentes que pueden ser incorporadas o aplicadas en una gran variedad de materiales para comprobar su autenticidad y que además tengan buena resistencia dependiendo del producto al cual se aplican dichas composiciones. De esta manera, es conocido que dichos pigmentos o colorantes luminiscentes pueden aplicarse de diversas formas en dichos documentos o efectos de seguridad. Por una parte, las tintas de seguridad pueden incluir en su formulación pigmentos luminiscentes. Otra posibilidad es la incorporación del pigmento luminiscente en un polímero, el cual se fabrica en forma de fibras alargadas (usualmente de unos pocos milímetros). Además de fibras alargadas, los elementos de seguridad pueden adoptar otras formas (discos, formas poligonales, etc.).

El principal tipo de luminiscencia utilizada en documentos de seguridad es la fotoluminiscencia, que consiste en la emisión de luz por parte del pigmento luminiscente cuando se le ilumina con luz en una longitud de onda distinta. Usualmente, la emisión de luz se produce en el rango visible del espectro electromagnético (400 nm - 700 nm), cuando el pigmento se excita con radiación ultravioleta (UV). No obstante, son posibles otros rangos de excitación - emisión.

La fotoluminiscencia se suele clasificar en fluorescencia y fosforescencia, dependiendo del tiempo de vida de la radiación emitida. Se puede definir "tiempo de vida" de fotoluminiscencia (o, simplemente, de luminiscencia) como el inverso de la constante de velocidad del proceso cinético de primer orden por el que transcurre la desactivación espontánea del estado electrónico luminiscente tras su formación. Cuando la desactivación transcurre por un proceso cinético más complicado que uno de primer orden, es habitual calcular un tiempo de vida de fotoluminiscencia promedio (como por ejemplo los descritos por E.R. Carraway, J.N. Demas, B.A. DeGraff y J.R. Bacon, Analytical Chemistry 1991, 63, 337 o E.R. Carraway, J.N. Demas y B.A. DeGraff, Analytical Chemistry 1991, 63, 332). Se dice que un pigmento o colorante es "fluorescente" cuando la emisión luminosa se extingue tras un tiempo muy corto, del orden de nanosegundos, después de cesar la excitación del pigmento. Por contra, se dice que el pigmento es "fosforescente" si la emisión de luz continúa durante un tiempo más largo, del orden de milisegundos. El término "luminiscencia" abarca todos estos fenómenos, independientemente del tiempo que dure la emisión.

La forma de detectar la presencia del pigmento luminiscente en un documento de seguridad o efectos securizados suele ser diversa, dependiendo de la naturaleza del pigmento y de la aplicación final del mismo. Además de la simple inspección visual, que consiste en iluminar el documento con una fuente de luz y observar la emisión de luz en el rango visible, existen aparatos medidores de luminiscencia, tanto de laboratorio como industriales o domésticos. La forma habitual en que operan estos instrumentos es midiendo la intensidad y/o longitud de onda de la luz emitida por un pigmento incorporado en el documento o efectos securizados.

Aparecen en el estado de la técnica otros aparatos más sofisticados, como el descrito en la patente GB2240947 que permiten verificar la autenticidad de documentos que disponen de elementos de seguridad luminiscentes, de manera que discriminan entre fluorescencia y fosforescencia mediante un obturador de cristal líquido y una luz de excitación modulada.

También son conocidos en el estado de la técnica métodos de detección de elementos de seguridad luminiscentes basados en el principio de detección sensible a la fase, como es el caso de la patente US5608225 que describe un aparato detector que consiste en una fuente de luz cuya intensidad varía con un ciclo predeterminado por medio de una señal electrónica de modulación, un detector foto-eléctrico para detectar la luz emitida por el elemento luminiscente y convertirla en una señal eléctrica, y un detector de fase para medir la diferencia de fase entre la señal electrónica de modulación de la luz incidente y la señal eléctrica entregada por el detector foto-eléctrico. El desfase inducido se determina por desmodulación asíncrona de manera que, si la amplitud de la señal de fluorescencia es muy cambiante y depende fuertemente de la temperatura, iluminación, concentración del pigmento, etc., se deben emplear técnicas adicionales para mantener estos cambios dentro de ciertos límites. Además, este aparato permite asegurar la presencia o ausencia de un pigmento fluorescente si sus características se encuentran comprendidas dentro del rango de las detectables por el aparato, pero sin poder distinguir de qué pigmento se trata.

Descripción de la invención

Los pigmentos luminiscentes sintetizados pertenecientes a la familia los complejos de rutenio (II) que se recomiendan aquí resuelven de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, ya que se pueden utilizar para realizar ilimitadas mezclas y combinaciones, cuidadosamente formuladas, de estos pigmentos luminiscentes sintetizadospara producir unas características luminiscentes particulares, y la dificultad de elucidar su estructura hace prácticamente imposible para un falsificador el extraer y conocer la naturaleza exacta de los pigmentos utilizados en la fabricación del documento de seguridad o efecto securizado. Por efectos securizados ha de entenderse cualquier soporte físico que se quiera securizar, desde un envoltorio hasta una entrada de espectáculos, diferenciándose entre documentos de identidad tal y como tarjetas de identidad, pasaportes, etc., y documentos de valor como son billetes de banco, efectos bancarios, cheques, etc.

Estos pigmentos luminiscentes sintetizados tienen su principal aplicación en los documentos de seguridad, como es el papel de seguridad de los billetes, así como cualquier soporte plástico de los utilizados en documentos de seguridad e identificación.

Estos pigmentos luminiscentes sintetizados pertenecen a la familia de los complejos de rutenio (II) con ligandos heterocíclicos quelatantes que pueden ser sintetizados ex-profeso para la aplicación específica deseada. Estos ligandos incluyen, pero no se limitan a, la 2,2'-bipiridina, la 1,10-fenantrolina, la 4,4'-dinonil-2,2'-bipiridina, la 4,7-difenil-1,10-fenantrolina, la 5-octadecanoxi-1,10-fenantrolina...

1. Uso de un pigmento luminiscente perteneciente a la familia de los complejos de rutenio (II) con ligandos heterocíclicos quelantes para la codificación o validación de un documento o un efecto securizado.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los ligandos heterocíclicos quelatantes se seleccionan de entre la 2,2'-bipiridina, la 1,10-fenantrolina, la 4,4'-dinonil-2,2'-bipiridina, la 4,7-difenil-1,10-fenantrolina, la 5-octadecanoxi-1,10-fenantrolina y la 4,7-di(sulfonatofenil)-1,10-fenantrolina.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende incluir un pigmento luminiscente perteneciente a la familia de los complejos de rutenio (II) con ligandos heterocíclicos quelantes en el documento o efecto:

(i) durante la fabricación del material del substrato del documento o efecto, o

(ii) como parte de un aditivo sólido o semisólido añadido al documento o efecto, o

(iii) como parte de una o más tintas de seguridad incorporadas en el documento o efecto.

4. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que se incorpora más de un pigmento luminiscente en el documento de seguridad o efecto securizado, estando colocado cada uno de los pigmentos individualmente en una parte específica del documento o efecto.

5. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que se incorpora más de un pigmento luminiscente en el documento de seguridad o efecto securizado, en la forma de una combinación particular de pigmentos luminiscentes.

6. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el documento de seguridad es un papel de seguridad para un billete o un documento de identidad.

7. Un documento de seguridad o efecto securizado, caracterizado porque comprende un pigmento luminiscente que pertenece a la familia de los complejos de rutenio (II) con ligandos heterocíclicos quelantes.

8. Dispositivo para detectar y decodificar el uso de pigmentos luminiscentes (1) en un documento de seguridad o efecto securizado (2) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende un bloque óptico (10) que interacciona con la interfaz de materiales (21) sobre la cual se coloca un documento de seguridad o efecto (2) que incorpora pigmentos luminiscentes (1), de modo que este bloque óptico (10) interacciona con el bloque emisor (6), que produce la señal de excitación (3) y, con el bloque receptor (13), que recibe y transforma la señal emitida (4), con la característica adicional de un procesador (15) con el cual el usuario puede controlar y monitorizar los procesos a través de una interfaz de usuario (19), dotado de un bloque mecánico (18) como soporte.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque puede detectar y decodificar selectivamente los pigmentos luminiscentes (1), y lo hace midiendo la luminiscencia con una detección sensible a la fase, que garantiza que la medición es independiente de la cantidad de pigmento luminiscente (1) que contiene el documento (2), de las fluctuaciones en la fuente de luz de excitación, de la respuesta del detector o de la presencia de luz ambiente.

10. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado porque puede determinar, al menos, el tiempo de vida de emisión promedio (24), la intensidad relativa de emisión (25).

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque puede determinar el tiempo de vida de emisión promedio (24) en el intervalo (0,1-50)µs.

12. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el bloque emisor (6) comprende, al menos, un oscilador (7) que genera señales moduladas en intensidad de acuerdo a una función sinusoidal de una frecuencia específica, al menos un convertidor analógico/digital (8), que transforma la secuencia de datos digitales del oscilador (7) en una señal analógica de amplitud normalizada, y, al menos, un adaptador de señal (9) para adaptar la señal analógica generada por el convertidor analógico/digital (8) para alimentar el bloque óptico (10) con una señal analógica que requiere.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el oscilador (7) comprende un circuito DDS (Direct Digital Synthesizer) que puede producir secuencias numéricas de datos que se conforman con funciones matemáticas preestablecidas, típicamente sinusoidales.

14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el adaptador de señal (9) transforma la señal del convertidor analógico/digital (8) de modo que cuando se aplica un diodo emisor de luz (LED), esto produce la señal luminosa con las amplitud y frecuencia preestablecidas.

15. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque el bloque óptico (10) comprende, al menos, un emisor de luz (11) que genera la señal de excitación, enfocándola sobre los pigmentos luminiscentes (1), al menos un detector (12) para recibir una muestra de la señal (3) de excitación y, al menos, otro detector (12) para recibir la señal emitida (4) por los pigmentos luminiscentes (1).

16. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 15, caracterizado porque el bloque óptico (10) comprende una serie de lentes, filtros ópticos.

17. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 16, caracterizado porque el bloque receptor (13) comprende, al menos, un adaptador de señal (9) de las señales que provienen de los detectores (12), al menos un filtro (14) y al menos un convertidor analógico/digital (8) que permite enviar señales digitalizadas al proceso digital (16).

18. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 17, caracterizado porque el procesador (15) comprende un procesador avanzado de 32 bytes.

19. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 18, caracterizado porque el procesador (15) que tiene un proceso digital (16) cumple las siguiente funciones:

- Control del sincronismo (17) del sistema,

- Cálculo de los parámetros operativos del sistema.

- Programación de los diversos componentes.

- Generación de una señal desfasada p/2 a partir de una señal de referencia tomada directamente del emisor de luz (12) y sincronización con la señal emitida (4) por el pigmento luminiscente.

- Determinación del desfase (5) mediante desmodulación síncrona de la señal de luminiscencia emitida (4) y de la señal de excitación (3) de referencia.

- Determinación, a partir del desfase (5) calculado, del tipo de pigmento luminiscente (1).

- Gestión de las interfaces de usuario (19) y de las comunicaciones (20).

- Captación y gestión de las señales y elementos auxiliares.

20. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 19, caracterizado porque el bloque mecánico (18) sirve como soporte físico para las tarjetas electrónicas y el bloque óptico.

21. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 20, caracterizado porque el bloque mecánico (18) permite colocar los documentos (2) con los pigmentos luminiscentes (1) en los puntos focales de las lentes de excitación y fotodetección.

22. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 21, caracterizado porque la interfaz de usuario (19) comprende puertos (22) y elementos periféricos (23) que se pueden usar para controlar el funcionamiento del dispositivo, y visualizar y recibir datos.

23. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque los puertos (22) son del tipo RS-232-C o USB, y permiten al usuario seleccionar y actualizar los parámetros de configuración del sistema de medida, y cargar nuevas versiones del software, y obtener registros de medidas de desfase y amplitud almacenados en el dispositivo, y puede proporcionar registros de datos de desfase en un formato adecuado para gestionarlos con aplicaciones estándar.

24. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque los elementos periféricos (23) son una pantalla para visualizar los datos y/o un teclado.