Fibra fotoluminiscente (12) que tiene una sección transversal anisotrópica,

para la incorporación dentro de la matriz de un artículo de seguridad (4), caracterizado porque el eje principal corto (10) está entre 5 -20 µm, y porque el eje principal largo (11) está entre 50 -150 µm de largo

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con una fibra fotoluminiscente para la incorporación en un artículo de seguridad. En particular, la presente invención se relaciona con fibras fotoluminiscentes, es decir fluorescentes o fosforescentes que deben ser embebidas en estructuras como papel como por ejemplo papel moneda etc. La presente invención también se relaciona con artículos de seguridad que contengan dichas fibras fotoluminiscentes y con un método para producir tales artículos de seguridad y con el uso de los mismos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se sabe comúnmente que para papeles de seguridad y para artículos de seguridad en general, por ejemplo para billetes de banco, cheques, acciones, bonos, documentos de identidad, pasaportes, licencias de conducción, estampillas y documentos similares tales como tarjetas bancarias, tarjetas de crédito, y similares, se pueden emplear elementos de seguridad, en particular en la forma de fibras fotoluminscentes, que tienen el propósito de evitar la falsificación de esos objetos por parte de personas no autorizadas. Tales elementos de seguridad son utilizados también para marcar la autenticidad o la validez de objetos, o generalmente para permitir o facilitar la identificación de objetos. Por ejemplo, es ampliamente conocido el uso de hilos de seguridad o tiras de seguridad que pueden consistir de, entre otras cosas, un polímero recubierto de metal, en papel de seguridad, especialmente para la aplicación en billetes de banco y en documentos similares. Cuando tales tiras o hilos de seguridad son, por ejemplo, embebidos en el papel de seguridad y posteriormente se imprime el papel, el hilo o las tiras no pueden ser fácilmente discernidos con luz reflejada sino que aparece inmediatamente como una imagen oscura cuando se observa el documento con luz transmitida.

Con el propósito de garantizar y mejorar la seguridad de los artículos de seguridad contra técnicas modernas de falsificación, últimamente se ha propuesto repetidamente suministrar los elementos de seguridad con propiedades específicas, de tal manera que no solamente la sola presencia de los elementos de seguridad en sí mismos, sino la presencia de sus propiedades específicas garanticen la autenticidad del objeto asegurado (US 4.897.300; US 5.118.349; US 5.314.739; US 5.388.862; US 5.465.301. DE-A 1.446.851; GB 1.095.286). Sin embargo, en general se considera como una desventaja grave de todos estos elementos conocidos de seguridad que, o bien las marcas de autenticidad características son bastante difíciles de reconocer por parte de una persona no conocedora, o se deben utilizar instrumentos complejos para su detección. Por otro lado, los elementos de seguridad que pueden ser fácilmente reconocidos usualmente pueden ser olvidados relativamente fácilmente. Además, dentro de la naturaleza de los artículos de seguridad está que ellos sean reemplazados por nuevos productos con nuevos elementos de seguridad después de un tiempo comparablemente corto; en particular, con el propósito de reprimir la falsificación y el abuso. Por lo tanto, exista la necesidad urgente por nuevos elementos de seguridad de alta seguridad que sean fácilmente reconocidos, para aplicaciones en papel de seguridad y artículos de seguridad en general.

Por ejemplo, WO 00/19016 describe tales nuevos elementos de seguridad con base en sus propiedades dicroicas. El documento describe elementos de seguridad o segmentos incorporados en un papel o similar, cuyos elementos de seguridad muestran ya sea fotoluminiscencia polarizada lineal y/o absorción polarizada lineal. Estos elementos de seguridad proporcionan papel de seguridad y artículos de seguridad en general que se caracterizan por ser elementos de seguridad seguros,

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fácilmente reconocibles. El documento describe adicionalmente papel de seguridad y artículos de seguridad en general, cuya identificación es posible o se facilita a través de tales elementos de seguridad y también describe el desarrollo de métodos para la producción de estos artículos de seguridad y el uso de éstos últimos.

Sin embargo, surgen problemas cuando se trata de incorporar tales elementos de seguridad en el papel, ya que por una parte, los elementos tienen la tendencia a no ser lo suficientemente fijados dentro de la matriz del papel, y por la otra, se reduce la eficiencia de la polarización (absorción tanto como emisión) cuando se incorporan estos elementos en el papel. RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Para empezar, se definirán algunos de los términos más importantes:

El término artículo de seguridad se relaciona con artículos que son sustancialmente elaborados de papel a partir de un material sintético. Particularmente se relaciona, pero no exclusivamente, con portadores de datos que contienen fibra plana no tejida. En particular papel que contiene algodón ya que es muy utilizado en el campo del papel moneda como un posible artículo de seguridad. El artículo de seguridad puede ser también un artículo más complejo tal como un pasaporte, un billete, etc.

Con el propósito de describir la operación y las propiedades de las fibras fotoluminiscentes en particular cuando entra en juego la polarización, y las condiciones de los experimentos, se usarán las siguientes definiciones comunes de los diferentes ejes:

El eje polar de un polarizador o analizador lineal es la dirección del vector de campo eléctrico de la luz que es trasmitida por las películas polarizadoras. El eje polar de una fibra fotoluminiscente o de otro objeto es la dirección del vector de campo eléctrico de la luz que es emitida o absorbida por el respectivo segmento, fibra fotoluminiscente, u otro objeto.

El término segmento se utiliza para una parte de un objeto, en particular de una fibra fotoluminiscente, para el cual el grado característico de polarización y el eje polar para absorción y emisión pueden determinarse en forma apropiada.

El grado de polarización de la emisión (también llamado como grado de polarización en emisión) se expresa como la relación dicroica de la emisión (también llamada como relación dicroica en emisión). La relación dicroica de la emisión se define como la relación del espectro integrado de emisión medido a través de un polarizador (analizador) lineal con su eje polar paralelo y perpendicular al eje polar del segmento investigado, utilizando luz de excitación no polarizada.

El grado de polarización de la absorción (también llamado como grado de polarización en absorción) se expresa como la relación dicroica de la absorción (también llamada como relación dicroica en absorción). La relación dicroica de la absorción se define como la relación de la absorción medida con luz incidente polarizada en forma lineal, paralela y perpendicular al eje polar del segmento investigado o fibra fotoluminiscente, y se mide a la longitud de onda usada para excitación.

La longitud de onda de excitación se define como la longitud de onda que es utilizada para excitación óptica (para generar fotoluminiscencia) del elemento de seguridad o sus segmentos fotoluminiscentes, respectivamente. Los términos absorción y emisión se relacionan con procesos ópticos.

El objetivo de la presente invención es vencer los problemas de las fibras fotoluminiscentes del estado del arte y artículos de seguridad. En particular, la invención se relaciona con fibras fotoluminiscentes para la incorporación para su incorporación en un artículo de seguridad. Generalmente un problema de tales fibras fotoluminiscentes es que si se incorporan en un material que sirve como matriz como por ejemplo en papel o en estructuras tipo papel, la mayor parte de las fibras

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se encuentra en el material de la matriz y no cerca a la superficie del correspondiente artículo de seguridad. Ya que el objetivo real de tal fibra fotoluminiscente es ser observada por irradiación, esto significa que la mayor parte de la fibra no produce el efecto deseado.

Este problema se resuelve de acuerdo con la presente invención por medio del suministro de una fibra que tiene una sección transversal anisotrópica. Anisotrópica básicamente significa que dos ejes principales son de diferente longitud. Sorprendentemente, se ha encontrado que fibras con tales secciones transversales anisotrópicas no solo tienen la tendencia a alinearse entre sí y a disponerse más cerca a...

1. Fibra fotoluminiscente (12) que tiene una sección transversal anisotrópica, para la incorporación dentro de la matriz de un artículo de seguridad (4),

caracterizado porque el eje principal corto (10) está entre 5 -20 µm, y porque el eje principal largo (11) está entre 50 -150 µm de largo.

2. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque muestra una fotoluminiscencia polarizada linealmente y/o una absorción polarizada linealmente y porque se caracteriza por una relación dicroica de 2 o más en absorción y/o en emisión, preferiblemente de 5 o más en absorción y/o en emisión, e incluso más preferiblemente por una relación dicroica de 10 o más en absorción y/o en emisión.

3. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la relación de las longitudes del eje principal corto (10) con relación al eje principal largo (11) de la sección transversal anisotrópica (9) está en el rango de 1:5 hasta 1:25, preferiblemente en el rango de 1:8 hasta 1:15.

4. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la sección transversal anisotrópica (9) es de forma sustancialmente ovalada, poligonal, rectangular, triangular o de tipo lente.

5. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el eje principal corto (10) está entre 10 -15 µm de largo, y porque el eje principal largo (11) está entre 75 -125 µm de largo.

6. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por una longitud por debajo de 10 mm, preferiblemente en el rango de 1 a 5 mm, lo más preferible alrededor de 3 mm o 3,5 mm.

7. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque puede ser excitada hasta fotoluminiscencia a través de la exposición a radiación electromagnética de una longitud de onda entre 200 y 500 nm, dando lugar a una emisión en el rango visible.

8. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque es una fibra sintética seleccionada del grupo de fibras de polietileno, fibras de polipropileno, fibras de aramida, fibras de poliamida, fibras de poliacrilonitrilo o porque es una fibra con base en una materia prima natural seleccionadas del grupo de las fibras de madera, fibras de algodón, fibras de hierba, fibras de celulosa, fibras de viscosa, fibras de liocel, fibras de rayón.

9. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque está hecha de un portador polimérico, preferiblemente hecho de polietileno, polipropileno, policarbonato, polivinil alcohol, o aramida teñida con un colorante fotoluminiscente.

10. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque dicho segmento de seguridad está hecho de un portador con base en celulosa teñido con un colorante fotoluminiscente.

11. Fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque dicho segmento de seguridad está hecho de una fibra de viscosa, o una fibra de liocel con una longitud de 0,5 a 25 mm, preferiblemente de 1,0 a 5 mm con 1 a 40 dtex, preferiblemente con 5 a 20 dtex.

12. Artículo de seguridad (4), caracterizado porque una fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes está la menos parcialmente incrustada en el artículo de seguridad (4).

13. Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque la fibra fotoluminiscente (12) está la menos parcialmente incrustada en un papel o en una estructura como la del papel compuesta de 30 a 99 por ciento en peso seco de fibras y 70 a 1 por ciento en peso seco de relleno y opcionalmente aditivos, hasta completar un 100 por ciento en total.

14. Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el papel o una estructura como la del papel está sustancialmente libre de abrillantador y/o de aditivos que por sí mismos tienen propiedades fluorescentes en particular que por sí mismos demuestran fotoluminiscencia polarizada linealmente y/o absorción polarizada linealmente.

15. Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque el papel o una estructura como la del papel está sustancialmente libre de abrillantador con base en estilbeno y/o de aditivos.

16. Artículo de seguridad (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el relleno tiene propiedades de dispersión altas y/o propiedades de absorción altas en el rango espectral utilizado para irradiación y/o detección.

17. Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el relleno o está sustancialmente compuesto de óxido de titanio en su modificación como anatasa o compuesto de óxido de zinc o particularmente de dióxido de titanio en su modificación como rutilo, y que preferencialmente 0,5 a 5%, preferiblemente 1 a 2% del relleno es dióxido de titanio en su modificación como rutilo.

18. Artículo de seguridad (4) de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque las propiedades de absorción en el relleno surgen parcialmente al menos debido a una o más sustancias orgánicas o colorantes, en donde estas sustancias orgánicas son preferencialmente escogidas en el grupo de derivados aso, benzofenonas, benzotriazoles, derivados de polimetina o benzotriazenos o mezclas de los mismos.

19. Artículo de seguridad (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el papel o una estructura como la del papel está compuesta de 70 a 97% en peso seco de fibras de papel y de 30 a 3 por ciento en peso seco de relleno y opcionalmente aditivos, hasta completar un 100 por ciento total

20. El uso de una fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 para objetos cuya falsificación debe ser difícil o imposible o para objetos cuya autenticidad o validez debe ser marcada o para objetos cuya identificación debe ser permitida y/o facilitada.

21. El uso de una fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 o el artículo de seguridad (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 -19 para un objeto seleccionado del grupo que consiste de billetes de banco, cheques, acciones, bonos, documentos de identificación, pasaportes, licencias de conducción, boletos, estampillas, tarjetas bancarias y tarjetas de crédito.

22. Proceso para la producción de una artículo de seguridad que comprende una fibra fotoluminiscente (12) de acuerdo con las reivindicaciones 1 -11, caracterizado porque se tiñe al menos una fibra con sección transversal anisotrópica con un colorante fotoluminiscente, preferencialmente antes o después de su orientación estructural interna, y es luego incrustada en una matriz como el papel.

23. Proceso de acuerdo a la reivindicación 22, caracterizado porque se añaden las fibras a una pulpa justo antes del proceso real de producción del papel.

24. Proceso de acuerdo a la reivindicación 22, caracterizado porque se añaden las fibras al extremo húmedo de la máquina de papel de tal manera que las fibras se incrusten en la capa principal de la red de papel de tal manera que las fibras muestren un fuerte efecto visual, o que las fibras sean únicamente añadidas a una de dos capas de papel que se laminan sobre el extremo húmedo de la máquina de papel.

25. Proceso de acuerdo a la reivindicación 24, caracterizado porque se añaden las fibras sobre un segmento seleccionado o banda de la red que forma una región de alta concentración de dichas fibras.

“Siguen 3 páginas de dibujos”