ES2287405T3 - Documento de seguridad con medios de autenticacion y metodo para autenticacion de documentos de seguridad. - Google Patents
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Abstract
Documento de seguridad que comprende medios (2) de substrato y medios (5) de seguridad para la autenticación proporcionados en un zona (4) predeterminada de dichos medios de sustrato, comprendiendo dichos medios (5) de seguridad medios que reflejan luz visible de manera selectiva dependiendo de la temperatura y medios que cambian la temperatura dependiendo de la aplicación de un campo magnético, estando dispuestos dichos medios que reflejan luz visible de manera selectiva y dichos medios que cambian la temperatura para formar dichos medios (5) de seguridad que exhiben diferentes colores dependiendo de un campo magnético aplicado a los medios de sustrato, caracterizado porque el principio funcional de dichos medios que cambian la temperatura dependiendo de la aplicación de un campo magnético basado en el efecto magnetocalórico.
Description
Documento de seguridad con medios de
autenticación y método para la autenticación de documentos de
seguridad.
La presente invención se refiere a un documento
de seguridad que comprende medios de seguridad para la autenticación
del documento de seguridad. Además, la invención se refiere a un
método para la autenticación de un documento de seguridad.
La identificación y autenticación de documentos
de seguridad, por ejemplo billetes de banco, pasaportes, tarjetas
de identificación, cheques, acciones, bonos etc., es un problema
desde hace tiempo. Con el fin de lograr este objetivo, se han
desarrollado medios de seguridad para permitir a los usuarios y/o
máquinas distinguir entre billetes de banco reales y falsos y/o
distinguir entre diferentes valores de billetes de banco. Entre las
técnicas adoptadas están el uso de papeles especiales, tintas
especiales, patrones especiales, la inclusión de hilos de seguridad
y también de marcas de agua.
Con respecto al precio decreciente y por tanto
la disponibilidad creciente de equipos de reproducción avanzados,
puede temerse que se produzcan reproducciones impresas de documentos
de seguridad. Dependiendo del grado de pericia de los criminales,
algunas reproducciones podrían no sólo engañar al público general
que utiliza los documentos de seguridad sino también a las máquinas
de validación utilizadas para la evaluación de documentos de
seguridad.
Un método para generar una imagen impresa que no
puede reproducirse sobre un documento de seguridad se describe en
el documento WO 01/69915 A2. La tinta que va a usarse refleja luz de
longitudes de onda predeterminadas.
El documento DE 29 09 731 A describe un billete
de banco que comprende un material que cambia el color dependiendo
de la temperatura así como un material que cambia la temperatura
dependiendo de la aplicación de un campo eléctrico alterno. El
material que cambia la temperatura consiste en partículas metálicas.
Las partículas metálicas se calientan induciendo corrientes de
Foucault.
El documento WO 02/25600 A2 da a conocer medios
de seguridad que comprenden un circuito oscilador que genera calor
por medio de una disipación de energía específica cuando se expone a
una radiación AF electromagnética. Además, los medios de seguridad
comprenden una reacción indicadora específica que cambia su color
dependiendo de la temperatura producida por el circuito
oscilador.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar un documento de seguridad, en particular un billete de
banco, que permite la autenticación del documento y que no es
posible reproducirlo haciendo una fotocopia o escaneado e impresión
u otra reproducción no autorizada.
Un objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar un método que permite una autenticación de un
documento de seguridad con alta seguridad.
Los objetivos anteriores se solucionan con las
características de las reivindicaciones 1 y 8, respectivamente. Las
realizaciones preferidas son el objeto de las reivindicaciones
independientes.
El documento de seguridad y el método según la
invención se basan en un cambio de color de un material dependiendo
de la temperatura y el cambio de la temperatura de otro material
dependiendo de un campo magnético basado en el efecto
magnetocalórico. El experto en la técnica conoce ampliamente ambos
efectos físicos o químicos de este tipo en otros campos
técnicos.
La combinación de los anteriores efectos físicos
o químicos permite cambiar el color de un medio de seguridad
dependiendo de la intensidad de un campo magnético aplicado a un
sustrato en el que o sobre el que se proporciona el medio de
seguridad.
La ventaja principal del documento de seguridad
y el método según la invención es que los medios de seguridad no
pueden reproducirse haciendo una fotocopia del documento o mediante
escaneado e impresión, incluso si la copia o impresión es de la más
alta calidad. Además, el documento de seguridad y el método permiten
la autenticación del documento simplemente aplicando un campo
magnético y poniendo el documento contra la luz. El cambio de color
debe observarse a simple vista.
Para el público general, el reconocimiento de la
autenticidad de un documento será muy fácil. El efecto del cambio
de color no se producirá sobre cualquier copia, reproducción y, en
general, la impresión no autorizada del documento original no es
posible ya que sólo puede reproducirse un aspecto fijo.
En una realización preferida de la invención,
los medios que reflejan luz visible de manera selectiva dependiendo
de la temperatura comprenden cristales líquidos (LC, liquid
crystals). La habilidad para exhibir colores es un atributo
ampliamente conocido de los cristales líquidos. Es un aspecto de la
invención que el cambio de color del cristal líquido se produce en
un intervalo de temperatura de -50 a +60ºC dependiendo del LC
específico utilizado, preferiblemente de -20 a +40ºC, más
preferiblemente de 15 a 25ºC. Si el cristal líquido cambia su color
a temperatura ambiente, es posible una autenticación sin calentar o
enfriar el documento de seguridad.
En una realización preferida adicional, los
medios que cambian la temperatura dependiendo de un campo magnético
comprenden gadolinio (Gd). El gadolinio es paramagnético a
temperatura ambiente y rápidamente pasa a ser ferromagnético con un
momento magnético muy alto a temperaturas más bajas. Esta transición
se produce en un pequeño intervalo en torno a la denominada
temperatura de Curie, y por lo tanto implica una variación muy
grande de la magnetización cerca del punto de transición. Si se
aplica un campo magnético adiabáticamente a una muestra de Gd, su
temperatura aumenta algunos grados. De la misma manera, si se
interrumpe el campo magnético aplicado, entonces la temperatura de
la muestra disminuye.
Una ventaja importante del gadolinio es que se
produce el efecto magnetocalórico en el intervalo de temperatura
preferido, es decir, a temperatura ambiente, y la temperatura del
gadolinio cambia bajo la variación de campos magnéticos
relativamente pequeños.
Los medios que reflejan luz de manera selectiva
y los medios que cambian la temperatura pueden estar formados como
una mezcla de partículas de gadolinio y cristales líquidos en un
buen contacto térmico. En una realización preferida, los medios que
reflejan luz de manera selectiva y los medios que cambian la
temperatura están embebidos en una tinta adecuada para
huecograbado, impresión litográfica, pantalla de seda, por chorro de
tinta, flexografía, impresión en rotograbado o cualquier otra
técnica de impresión. Por ejemplo, los cristales líquidos y el
gadolinio pueden estar embebidos como partículas pequeñas (micro o
nanopartículas) en la tinta. La inclusión de estos elementos
activos en una tinta permite la producción de los documentos de
seguridad con costes incurridos relativamente bajos.
Un aspecto adicional de la invención es
proporcionar una tinta para una impresión multicolor, por ejemplo,
impresión de cuatro colores utilizando cuatro tintas diferentes,
teniendo cada tinta un color diferente, por ejemplo amarillo, rojo,
azul y negro en la misma temperatura preferida. Por lo tanto, una
imagen impresa utilizando las diferentes tintas puede aparecer a la
temperatura preferida y desaparece a otras temperaturas.
Según una realización específica, el documento
de seguridad es un billete de banco.
Con el fin de ilustrar la presente invención, se
muestra en las figuras adjuntas una realización que se prefiere
actualmente; entendiéndose que la invención no se limita a la
disposición precisa y procedimientos mostrados.
La figura 1 muestra la variación térmica de la
magnetización de saturación de una muestra de gadolinio con fines de
ilustración;
la figura 2 muestra la dependencia térmica de la
derivada dM/dT del gadolinio con fines de ilustración;
la figura 3 muestra las curvas de
desmagnetización isotérmicas de la muestra de gadolinio con fines de
ilustración;
la figura 4 muestra el cambio de entropía
magnética con fines de ilustración;
la figura 5 muestra el coeficiente de
transmisión de un cristal líquido frente a la longitud de onda de la
luz a varias temperaturas con fines de ilustración, y
la figura 6 muestra una vista esquemática de un
billete de banco que comprende medios de sustrato y medios de
seguridad según la invención.
El principio funcional de los medios que cambian
la temperatura dependiendo de un campo magnético se basa en el
efecto magnetocalórico.
El efecto magnetocalórico es el cambio de
temperatura producido cuando se aplica una variación de campo
magnético a un material magnético. Puede medirse como el cambio de
temperatura adiabática o como el cambio de entropía magnética
isotérmica \DeltaS_{M}. El cambio de entropía magnética del
sistema está relacionado con el cambio de la magnetización M
como una función de temperatura, T, y campo magnético,
H, y puede calcularse a partir de los datos de magnetización
utilizando la relación Maxwell ampliamente conocida.
\Delta
S_{M}(T,H) =
\int(dM/dT)_{H}dH.
La integral de la ecuación anterior debe
realizarse en el intervalo entre H_{max} y H_{min}. Se observará
un efecto magnetocalórico alto cuando la magnetización varía
bruscamente en un campo constante. De este modo, puede observarse
un alto cambio de entropía en la transición de fase ferro a
paramagnética cuando la magnetización decae bruscamente en la
temperatura de Curie.
El gadolinio es paramagnético a temperatura
ambiente y rápidamente se vuelve ferromagnético con un momento
magnético muy alto a temperaturas más bajas. Esta transición se
produce en un pequeño intervalo en torno a la denominada temperatura
de Curie e implica una variación muy grande del momento
magnético.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La figura 1 muestra el momento magnético del
gadolinio como una función de la temperatura cuando se aplicó un
campo magnético \mu_{0} H = 0,3 T. Se utilizó una lámina de
gadolinio con una pureza del 99,9% y 0,25 mm de espesor con una
masa de 16 mg. La máxima variación negativa del momento magnético se
produce a 293 K que corresponde a la temperatura de Curie anterior
por encima de la cual el gadolinio se comporta como una sustancia
paramagnética. La figura 2 muestra la dependencia térmica de la
derivada dM/dT del gadolinio para ilustrar la rápida variación de
la magnetización aproximadamente a la temperatura de Curie (293
K).
La figura 3 muestra las curvas de
desmagnetización isotérmicas en un intervalo de temperatura desde
285 K hasta 305 K con un escalón de temperatura de 1 K. Se calculó
el cambio de entropía magnética a partir de estos valores de
magnetización a temperaturas T_{i} y T_{i+1}
respectivamente, bajo un campo magnético aplicado de intensidad
\mu_{0}H = 1T. La figura 4 muestra los valores experimentales
del cambio de entropía magnética obtenido a partir de las curvas de
magnetización isotérmicas experimentales bajo una variación del
campo magnético de 1T desde la saturación hasta un campo magnético
cero. Se observa que el valor del cambio de entropía máximo alcanza
aproximadamente a la temperatura de Curie.
La combinación del cambio de color inducido por
temperatura de los cristales líquidos y el efecto magnetocalórico
del gadolinio se ilustra con el siguiente experimento.
Se rodeó la muestra de gadolinio con un cristal
líquido con un cambio de color ampliamente conocido en el intervalo
de temperatura comprendido entre 292,9 y 294,6 K. La figura 5
muestra el coeficiente de transmisión del cristal líquido frente a
la longitud de onda de la luz a varias temperaturas que oscilan
desde 19,8 hasta 21,6ºC.
El cambio de temperatura producido en la muestra
de Gd en el cambio de entropía máximo es de aproximadamente 1,5 K
dando también como resultado el enfriamiento del cristal líquido que
rodea la muestra de Gd. Como consecuencia de este proceso se
detectó un cambio de color en el cristal líquido. Este proceso es
reversible, no muestra ni fenómenos de histéresis ni efectos de
memoria y es muy rápido.
En los experimentos de cambios de color
inducidos mediante efecto magnetocalórico se ponen juntos el
gadolinio y el cristal líquido. Se preparó la muestra a partir de
una lámina de 1,5 x 2 cm^{2} de gadolinio con un espesor de 0,25
mm. Se cubrió un lado de esta lámina con una película fina de
cristal líquido. Se controló la temperatura de la muestra
poniéndola en contacto térmico con una placa Peltier. El efecto
Peltier consiste en la producción o absorción de calor como
consecuencia de la aplicación de una corriente eléctrica a través
de la unión de dos semiconductores diferentes. La dirección de la
corriente determina qué lado de la placa se calienta o se enfría.
El efecto Peltier es lo contrario al efecto termoeléctrico (o
Seebeck). Se eligió la corriente aplicada a la placa Peltier
(aproximadamente 0,3 amperios en los experimentos) con el fin de
obtener un color azul verdoso del cristal líquido. La placa Peltier
utilizada en los experimentos presenta un gradiente de temperatura
muy pequeño (aproximadamente 0,2ºC) a lo largo de su superficie.
Esto no permitió observar un color homogéneo en el cristal líquido.
Se utilizó un imán NdFeB comercial de 1 tesla de 5 x 5 x 2,5
cm^{3} de tamaño para magnetizar la muestra.
En la configuración experimental final, se
colocó una placa fina de cristal (de 0,25 mm de espesor) entre la
placa Peltier y la muestra de Gd para reducir el contacto térmico.
Esto permitió mantener la diferencia de temperatura inducida
durante algunos segundos. Puede obtenerse el mismo efecto
utilizando, por ejemplo, un trozo de papel.
Se estabilizó la temperatura de la muestra con
la de la placa Peltier. El imán se colocó cerca de la muestra. La
temperatura de la muestra comenzó a aumentar hasta que la muestra
alcanzó su temperatura máxima de manera que la muestra se volvió
azul violácea. La temperatura comenzó de disminuir lentamente hasta
que se estabilizó con la placa Peltier. Se extrajo el imán y la
temperatura de la muestra comenzó a disminuir de manera que la
muestra se volvió roja. La duración de este cambio de color fue
suficiente para poder observarse a simple vista.
La figura 6 muestra el anverso de un documento 1
de seguridad según la invención, que es un billete de banco en la
realización preferida. El billete 1 de banco comprende un sustrato 2
de impresión adecuado, por ejemplo hecho de una hoja de papel. Se
proporciona una impresión 3 de diseño gráfico en el anverso y en el
reverso del sustrato.
La impresión 3 de diseño gráfico en el lado
frontal comprende un zona 4 rectangular sobre la que se proporciona
un patrón 5 de seguridad visible.
Según una primera realización, el patrón de
seguridad consiste en una lámina de Gd con un espesor de 0,25 mm.
Se recubre un lado de esta lámina con una película fina de cristal
líquido con una variación de color centrada en la temperatura de
Curie. Esta estructura intercalada se aplica sobre o se embebe en el
sustrato del billete de banco.
Según una realización preferida alternativa de
la invención, se imprime el patrón de seguridad en el sustrato
utilizando una tinta en la que se embeben los cristales líquidos y
el gadolinio como elementos activos (micro o nanopartículas). El
patrón de seguridad se imprime utilizando una cualquiera de las
técnicas de impresión ampliamente conocidas.
Cuando se observa el billete de banco a simple
vista, el patrón 5 de seguridad aparece como una impresión
rectangular coloreada. Si se coloca un imán cerca del sustrato sobre
el que se imprime el patrón de seguridad, la temperatura de los
cristales líquidos aumenta como resultado de la temperatura
creciente del gadolinio de manera que el patrón de seguridad cambia,
por ejemplo, el color se vuelve azul violáceo. Cuando se retira el
imán, la temperatura de los cristales líquidos disminuye como
resultado de la temperatura decreciente del gadolinio de manera que
el color del patrón de seguridad cambia de nuevo, por ejemplo el
color se vuelve rojo.
Claims (14)
1. Documento de seguridad que comprende medios
(2) de substrato y medios (5) de seguridad para la autenticación
proporcionados en un zona (4) predeterminada de dichos medios de
sustrato, comprendiendo dichos medios (5) de seguridad medios que
reflejan luz visible de manera selectiva dependiendo de la
temperatura y medios que cambian la temperatura dependiendo de la
aplicación de un campo magnético, estando dispuestos dichos medios
que reflejan luz visible de manera selectiva y dichos medios que
cambian la temperatura para formar dichos medios (5) de seguridad
que exhiben diferentes colores dependiendo de un campo magnético
aplicado a los medios de sustrato, caracterizado porque el
principio funcional de dichos medios que cambian la temperatura
dependiendo de la aplicación de un campo magnético basado en el
efecto magnetocalórico.
2. Documento de seguridad según la
reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios que
reflejan luz visible de manera selectiva comprende cristales
líquidos.
3. Documento de seguridad según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichos medios que
cambian la temperatura comprenden gadolinio.
4. Documento de seguridad según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dichos medios
que reflejan luz visible de manera selectiva y dichos medios que
cambian la temperatura están embebidos en una tinta depositada
sobre dicha zona predeterminada de la superficie de dichos medios de
sustrato.
5. Documento de seguridad según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el intervalo de
temperatura en el que los medios reflejan luz visible de manera
selectiva está en el intervalo de -50 a +60ºC, preferiblemente de
-20 a +40ºC, más preferiblemente de 15 a 25ºC.
6. Documento de seguridad según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dichos medios
(2) de sustrato comprenden uno o más materiales seleccionados de un
grupo que consiste en papales, plásticos, polímeros, láminas
metálicas y láminas de aleación metálica.
7. Documento de seguridad según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho documento
de seguridad es un billete de banco.
8. Método para la autenticación de un documento
de seguridad que comprende las siguientes etapas:
proporcionar medios que reflejan luz visible de
manera selectiva dependiendo de la temperatura y medios que cambian
la temperatura dependiendo de la aplicación de un campo
magnético,
disponer dichos medios que reflejan luz visible
de manera selectiva y dichos medios que cambian la temperatura
dependiendo de la aplicación de un campo magnético, para formar
medios de seguridad que exhiben diferentes colores dependiendo de
un campo magnético aplicado a medios de sustrato,
proporcionar dichos medios de seguridad sobre o
en dichos medios de sustrato, y
aplicar un campo magnético a dichos medios de
sustrato, caracterizados porque el principio funcional de
dichos medios que cambian la temperatura dependiendo de la
aplicación de un campo magnético se basa en el efecto
magnetocalórico.
9. Método según la reivindicación 8,
caracterizado porque dichos medios que reflejan luz visible
de manera selectiva comprenden cristales líquidos.
10. Método según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque dichos medios que cambian la temperatura
comprenden gadolinio.
11. Método según una de las reivindicaciones 8 a
10, caracterizado porque dichos medios que reflejan luz
visible de manera selectiva y dichos medios que cambian la
temperatura están embebidos en una tinta y dicha tinta está
depositada sobre dicha zona predeterminada de la superficie de
dichos medios de sustrato.
12. Método según una de las reivindicaciones 8 a
11, caracterizado porque el intervalo de temperatura en la
que los medios reflejan luz visible de manera selectiva está en el
intervalo de -50 a +60ºC, preferiblemente de -20 a +40ºC, más
preferiblemente de 15 a 25ºC.
13. Método según una de las reivindicaciones 8 a
12, caracterizado porque dichos medios de sustrato comprenden
uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en
papeles, plásticos, polímeros, láminas metálicas y láminas de
aleación metálica.
14. Método según una de las reivindicaciones 8 a
13, caracterizado porque dicho documento de seguridad es un
billete de banco.
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