Tinta para huecograbado que absorbe en el infrarrojo.

Tinta para el proceso de impresión con plancha de acero grabada,

que comprende un aglutinante orgánico polimérico y un material que absorbe en el infrarrojo, donde dicha tinta tiene una consistencia pastosa con un valor de viscosidad a 40ºC de por lo menos 3 Pa.s, preferiblemente por lo menos 5 Pa.s, caracterizada porque dicho material que absorbe en el infrarrojo comprende un compuesto de elementos de transición y porque su absorción en el infrarrojo es consecuencia de transiciones electrónicas dentro de la capa d de átomos o iones de elementos de transición.

Tinta para huecograbado que absorbe en el infrarrojo La presente invención pertenece al campo de las tintas y composiciones de revestimiento. En particular, se refiere a una tinta para el proceso de impresión con plancha de acero grabada (plancha de cobre, Huecograbado) , que se utiliza para imprimir moneda y otros documentos de seguridad. Más en particular, la tinta para huecograbado de la presente invención está diseñada para absorber radiación de manera selectiva en partes del espectro ‘infrarrojo óptico', mientras que es transparente en otras partes del mismo.

Aquellos con experiencia conocen los compuestos y revestimientos que absorben radiación en el rango ‘infrarrojo óptico' del espectro electromagnético, es decir longitudes de onda entre 700nm y 2.500nm. Dichos materiales se utilizan como absorbentes de energía solar, así como para producir marcas ocultas, legibles con una máquina sobre objetos o documentos, para el proceso o autenticación automatizados de dichos objetos o documentos mediante máquinas.

A través de toda la presente descripción, las expresiones ‘infrarrojo' o ‘IR' se utilizan para designar el rango espectral de longitudes de onda entre 700nm y 2.500nm. El término ‘visible' designará el rango espectral de longitudes de onda entre 400nm y 700nm. El término ‘ultravioleta' o ‘UV' se aplicará a longitudes de onda más cortas que 400nm. Además, las expresiones ‘infrarrojo cercano' o ‘NIR' se utilizan para designar el rango espectral de longitudes de onda entre 700nm y 1.100nm, que corresponde a la radiación que detectan los fotodetectores de silicio usuales.

A través de toda la presente descripción, los términos "proceso de impresión con plancha de acero grabada", "proceso de impresión con plancha de cobre", y "proceso de impresión por huecograbado" se utilizan como sinónimos para la misma técnica de impresión.

Un primer grupo de las primeras patentes sobre tecnologías de impresión relacionadas con el infrarrojo se relacionaba exclusivamente con aspectos del proceso: US 3.705.043 (Zabiak) revela una composición de tinta que absorbe en el infrarrojo (que absorbe en el IR) para impresión por chorro de tinta, para la impresión de códigos de barras legibles con una máquina. En el momento de dicha presentación (1972) , por razonas técnicas, los equipos lectores de códigos de barras estaban limitados al rango ‘infrarrojo cercano' (700nm - 1100nm) del espectro; por esta razón se le agregó a la tinta una tintura orgánica de nigrosina que absorbe en el infrarrojo, para hacerla también ‘visible para la máquina'. Una técnica para un propósito similar se presentó en US 3.870.528 (Edds et al., IBM) , y en US 4.244.741 (Kruse, US Postal Service) ; esta última patente describe el uso de un ácido heteropoli (fosfomolíbdico-) reducido como absorbente infrarrojo inorgánico. Se puede resumir que dichas publicaciones no se referían al uso de sustancias que absorben en el IR como marcas de seguridad.

Un segundo grupo de publicaciones relacionadas con documentos de seguridad: EP-A-0 552 047 (Nishida et al., Hitachi Maxell Ltd.) revela un documento de seguridad con una marca impresa que absorbe en el infrarrojo, que comprende una capa de ocultamiento coloreada para ocultar el elemento de seguridad que absorbe en el IR en el rango espectral visible de 400nm - 700nm. Los absorbentes IR de acuerdo con la descripción del documento EP-A0 552 047 se deben utilizar en conjunto con capas de ocultamiento que mimetizan su existencia y posición al ojo desnudo. EP-A-0 263 446 (Abe et al., Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co. Ltd.) revela una impresión anti-copia que comprende información encubierta en un documento de seguridad, así como un método para producir dicho impreso, donde se utiliza una tinta negra que absorbe en el IR además del proceso de entintado a cuatro colores estándar, transparente al IR, y en conjunto con el mismo. El ‘negro que absorbe en el IR' es preferiblemente negro de humo, que absorbe indiscriminadamente en todo el rango espectral completo visible e infrarrojo, mientras que el ‘negro transparente al IR' es una tintura orgánica que absorbe solamente en el rango visible del espectro.

En el campo del proceso automatizado de papel moneda, la absorción IR desempeña un papel importante. La mayoría de la moneda actualmente en circulación no solo lleva impresiones coloreadas visibles, sino también características específicas que se detectan solamente en la parte infrarroja del espectro. En general, dichas características IR se implementan para ser utilizadas por equipos para el proceso automático de moneda, en aplicaciones bancarias y de venta automatizada (cajeros automáticos, máquinas expendedoras de venta automatizada, etc.) , para reconocer un determinado billete de moneda y para verificar su autenticidad, en particular para discriminarlo de falsificaciones hechas mediante copiadoras a color. WO-A-04/016442 (Banque de France) trata sobre documentos protegidos por un material que absorbe en el infrarrojo.

La apariencia visible (negra) de las tintas que absorben en el infrarrojo de acuerdo con EP-A-0 263 446 se percibe como una desventaja en las aplicaciones en seguridad, donde la absorción IR se debería utilizar como una característica adicional, encubierta, es decir invisible. Una manera de obviar esta dificultad puede ser mimetizar la tinta que absorbe en el IR mediante sobreimpresión, o usando pares de tintas que absorben en el IR y transparentes al IR con un mismo color visible; sin embargo la última opción impone una limitación bastante restrictiva al diseñador del documento, ya que no es compatible con sombreados claros.

Otro grupo de patentes revela absorbentes IR invisibles, que se pueden utilizar en tintas de todos los matices (incluso blancos) , sin contribuir a su apariencia visible: EP-A-0 608 118 (Yoshinaga et al., Canon K.K.) revela un medio (tal como un papel moneda, documento de seguridad, etc.) , con información invisible registrada, como un medio de reconocimiento legible con una máquina para documentos de seguridad, para impedir su copia en máquinas copiadoras. El registro se realiza usando materiales orgánicos del tipo de las cianinas que absorben en el infrarrojo cercano, que son incoloros y transparentes en la parte visible del espectro, y por lo tanto son invisibles para el ojo humano. Un enfoque similar fue desarrollado por Tashima et al., Dainippon Printing Co. Ltd., quienes revelan el uso de fosfato de iterbio inorgánico (YbPO4) como un elemento de seguridad invisible, que absorbe en el IR, así como las correspondientes tintas y composiciones de revestimiento que lo contienen, junto con documentos de seguridad y patrones de seguridad que se pueden realizar con el mismo (JP 08-143853 A2; JP 08-209110 A2; JP 09-030104 A2; JP 09-031382 A2; JP 09-077507 A2; JP 09-104857 A2; JP 10-060409 A2) . Por último, US 5.911.921 (Takai et al.; Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) revela un fosfato de iterbio no estequiométrico de aún menor reflectividad en el infrarrojo, para utilizar como material de seguridad que absorbe en el IR.

Los absorbentes IR orgánicos e inorgánicos de este último grupo de documentos solucionan de esa manera las desventajas de la coloración visible del absorbente IR; sin embargo, existe otra desventaja digna de mención relacionada con su uso, que es el ancho espectral bastante estrecho de las bandas de absorción en el infrarrojo que muestran las tinturas orgánicas del tipo de las cianinas y el absorbente IR de YbPO4. Es digno de mención que la detección (lectura) de características de absorción IR de banda estrecha requiere un equipo detector adaptado en particular para leer la longitud de onda de absorción precisa en cuestión, y, en el caso del YbPO4, el uso de una concentración relativamente alta del material que absorbe en el IR en la tinta para impresión.

Actualmente hay en el mercado una gran cantidad de modelos diferentes de equipos para procesar moneda de muchos proveedores de todo el mundo. Estos equipos, aunque permiten controlar la absorción IR del papel moneda, no trabajan de ninguna manera en una sola longitud de onda IR y siempre en la misma; actualmente no existe un ‘color IR estándar', análogo al estándar CIELAB que se utiliza en la colorimetría visible. Por lo tanto, los absorbentes IR de banda estrecha no son compatibles con aplicaciones genéricas de proceso de moneda, debido a razonas de compatibilidad con el equipo de proceso ya existente. Se debe mencionar que normalmente no es factible adaptar con cada cambio el equipo existente para procesar moneda en aplicaciones... [Seguir leyendo]

1. Tinta para el proceso de impresión con plancha de acero grabada, que comprende un aglutinante orgánico polimérico y un material que absorbe en el infrarrojo, donde dicha tinta tiene una consistencia pastosa con un valor de viscosidad a 40ºC de por lo menos 3 Pa.s, preferiblemente por lo menos 5 Pa.s, caracterizada porque dicho material que absorbe en el infrarrojo comprende un compuesto de elementos de transición y porque su absorción en el infrarrojo es consecuencia de transiciones electrónicas dentro de la capa d de átomos o iones de elementos de transición.

Dicho material que absorbe en el IR se encuentra presente en una concentración en el rango de 10% a 50%, aún más preferiblemente de 20% a 50%, en peso de la tinta, y contiene iones o átomos del elemento de transición que absorbe en el IR en una concentración del 10% o más, preferiblemente del 20% o más, y aún más preferiblemente del 40% o más, en peso, y dicho material que absorbe en el IR absorbe en el rango NIR (700 a 1100 nm) , y en donde su valor CIE (1976) ) de claridad por reflectancia difusa (L*) es mayor que 70, preferiblemente mayor que 80, según se mide en el polvo puro, mientras que es transparente en cierto rango entre 1100nm y 2500nm.

2. Tinta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho elemento de transición se selecciona entre el grupo que consiste en Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, y Cu.

3. Tinta de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dicho elemento de transición es un ion que se selecciona entre el grupo de iones que consiste en Ti3+, VO2+, Cr5+, Fe2+, Ni2+, Co2+, y Cu2+.

4. Tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el material que absorbe en el infrarrojo que comprende el ion o iones de elementos de transición que absorben en el IR es un vidrio, preferiblemente un vidrio que comprende fosfato y/o fluoruro, en el cual existe una coordinación del ion o iones de elementos de transición con los aniones fosfato y/o fluoruro presentes en el vidrio.

5. Tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el material que absorbe en el infrarrojo que comprende el ion o iones de elementos de transición que absorben en el IR es un compuesto cristalino, que está compuesto de uno o más cationes y uno o más aniones.

6. Tinta de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque un anión se selecciona entre el grupo que consiste en fosfato (PO43-) , fosfato ácido (HPO42-) , pirofosfato (P2O74-) , metafosfato (P3O93-) , polifosfato, silicato (SiO44-) , polisilicatos condensados; titanato (TiO32-) , polititanatos condensados, vanadato (VO43-) , polivanadatos condensados, molibdato (MoO42-) , polimobdatos condensados, tungstato (WO42-) , politungstatos condensados, fluoruro (F-) , óxido (O2-) , e hidróxido (OH-) .

7. Tinta de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizada porque el material que absorbe en el infrarrojo se selecciona entre el grupo de compuestos que consiste en fluoruro de cobre (II) (CuF2) , hidroxifluoruro de cobre (CuFOH) , hidróxido de cobre (Cu (OH) 2) , fosfato de cobre (Cu3 (PO4) 2*2H2O) , fosfato de cobre anhidro (Cu3 (PO4) 2) , fosfatos de cobre (II) básicos Cu2PO4 (OH) (Libetenita) , Cu3 (PO4) (OH) 3 (Cornetita) , Cu5 (PO4) 3 (OH) 4 (Pseudomalaquita) , CuAl6 (PO4) 4 (OH) 8·5H2O (Turquesa) , pirofosfato de cobre (II) (Cu2 (P2O7) *3H2O) , pirofosfato de cobre (II) anhidro (Cu2 (P2O7) ) , metafosfato de cobre (II) (Cu3 (P3O9) 2) , fluoruro de hierro (II) (FeF2*4H2O) , fluoruro de hierro (II) anhidro (FeF2) , fosfato de hierro (II) (Fe3 (PO4) 2*8H2O, Vivianita) , fosfato de litio y hierro (II) (LiFePO4, Trifilina) , fosfato de sodio y hierro (II) (NaFePO4, Maricita) , silicatos de hierro (II) (Fe2SiO4, Fayalita; FexMg2-xSiO4, Olivino) , carbonato de hierro (II) (FeCO3, Ankerita, Siderita) ; fosfato de níquel (II) (Ni3 (PO4) 2*8H2O) , metafosfato de titanio (III) (Ti (P3O9) ) , Ca2Fe (PO4) 2*4H2O, (Anapaita) , y MgFe (PO4) F, (Wagnerita) .

8. Tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el material que absorbe en el infrarrojo es un átomo o ion de elemento de transición que absorbe en el IR unido a un componente del aglutinante polimérico de la tinta.

9. Tinta de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el aglutinante polimérico de la tinta contiene sitios de unión específica para iones de elementos de transición, preferiblemente para Cu2+, y/o para Fe2+.

10. Tinta de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque dichos sitios de unión son grupos fosfato que se reticulan en un esqueleto principal polimérico, o se injertan sobre el mismo.

11. Tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el material que absorbe en el infrarrojo es un complejo que absorbe en el IR entre un átomo o ion de un elemento de transición y un sitio de unión contenido en el polímero, preferiblemente un complejo orgánico tioruea-cobre (II) disuelto en el aglutinante.

12. Tinta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende un absorbente IR adicional, donde dicho absorbente IR adicional es un compuesto orgánico.

13. Tinta de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque dicho absorbente IR adicional muestra un pico de absorción IR más estrecho que el material que absorbe en el IR a base de metal de transición.

14. Proceso para hacer una tinta para impresión con plancha de acero grabada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque comprende el paso de:

incorporar un material que absorbe en el infrarrojo que comprende un compuesto de un elemento de transición, cuya absorción en el infrarrojo es consecuencia de transiciones electrónicas dentro de la capa d de dichos átomos o iones, de elementos de transición, en donde dicho material que absorbe en el IR se encuentra presente en una concentración en el rango de 10% a 50%, aún más preferiblemente de 20% a 50%, en peso de la tinta, y contiene iones o átomos del elemento de transición que absorbe en el IR en una concentración del 10% o más, preferiblemente del 20% o más, y aún más preferiblemente del 40% o más, en peso, y en donde dicho material que absorbe en el IR absorbe en el rango NIR (700 a 1100 nm) , y en donde su valor CIE (1976) ) de claridad por reflectancia difusa (L*) es mayor que 70, preferiblemente mayor que 80, según se mide en el polvo puro, mientras que es transparente en cierto rango entre 1100nm y 2500nm, en un aglutinante orgánico polimérico, junto con materiales adicionales opcionales.

15. Uso de una tinta para el proceso de impresión con plancha de acero grabada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 caracterizado porque es para imprimir un documento de seguridad, como por ejemplo un papel moneda, un pasaporte, un cheque, un vale, una tarjeta de identidad o de transacción, una estampilla, una estampilla de impuesto.

16. Documento de seguridad, como por ejemplo un papel moneda, un pasaporte, un cheque, un vale, una tarjeta de identidad o de transacción, una estampilla, una estampilla de impuesto, caracterizado porque lleva una tinta que absorbe en el IR de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.

17. Documento de seguridad de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque tiene por lo menos dos tintas que absorben en el IR de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde dicha tinta que absorbe en el IR difiere en su niveles de absorción IR.

18. Documento de seguridad de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque lleva una tinta que absorbe en el IR que se usa para imprimir utilizando una placa de huecograbado con zonas de chapa grabadas con diferente profundidad, por ejemplo para dar como resultado zonas impresas con diferentes niveles de absorción IR.

19. Documento de seguridad de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque tiene por lo menos una tinta que absorbe en el IR adicional que contiene un absorbente IR orgánico.

20. Proceso para hacer un documento de seguridad de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a19, caracterizado porque comprende el paso de aplicar una tinta que absorbe en el IR de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14 sobre dicho documento de seguridad por medio de un proceso de impresión con plancha de acero grabada.

FIGURA 1 FIGURA 2 FIGURA 3 FIGURA 4 FIGURA 5