ES2321008T3 - Tinta para huecograbado que absorbe en el infrarrojo. - Google Patents
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Abstract
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.
Description
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 700 nm y 2.500 nm. 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 700 nm y 2.500 nm.
El término "visible" designará el rango espectral de
longitudes de onda entre 400 nm y 700 nm. El término
"ultravioleta" o "UV" se aplicará a longitudes de onda
más cortas que 400 nm. Además, las expresiones "infrarrojo
cercano" o "NIR" se utilizan para designar el rango
espectral de longitudes de onda entre 700 nm y 1.100 nm, 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" (700 nm - 1100 nm) 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 400 nm - 700 nm. Los absorbentes IR de acuerdo
con la descripción del documento
EP-A-0 552 047 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
(YbPO_{4}) 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 YbPO_{4}. 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 YbPO_{4}, 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 de banca
automática y de venta automatizada a un nuevo tipo de elemento de
seguridad que absorbe en el IR.
Por otro lado, la opción clásica de usar negro
de humo como absorbente IR indiscriminado, de banda ancha, tiene la
antedicha desventaja de restringir al diseñador de papel moneda
solamente a matices oscuros o negros. A esto se agrega la
disponibilidad general de dicho tipo de materiales; por lo tanto, el
negro de humo, aunque es un absorbente IR, puede no ser considerado
un material de seguridad. Lo mismo es cierto para el material de
grafito semi-metálico, cuyo uso como pigmento que
absorbe en el IR en documentos de seguridad fue revelado por Mürl en
WO-A-98/28374.
Idealmente, el absorbente IR para aplicaciones
de proceso de moneda debería ser transparente en el rango visible
(400 nm a 700 nm), por ejemplo para permitir su uso en todos los
tipos de tintas visiblemente coloreadas y también en marcas que son
invisibles a ojo desnudo, y debería mostrar una fuerte absorción en
el rango infrarrojo cercano (700 nm a 1.100 nm), por ejemplo para
permitir su fácil reconocimiento mediante equipo estándar para
procesar moneda (basado en fotodetectores IR de silicio, que son
sensibles hasta los 1.100 nm). El absorbente IR debería además ser
transparente, nuevamente en alguna parte dentro del rango entre
1.100 nm y 2.500 nm, para permitir la discriminación de la
característica de seguridad específica de la moneda, de una simple
impresión con negro de humo o grafito, que absorbe
indiscriminadamente sobre el rango IR completo. Dicha discriminación
se puede llevar a cabo por ejemplo mediante un simple control de
transparencia en la región de 1.100-2.500 nm, usando
una célula fotoeléctrica apropiada (Ge, InGaAs, etc.).
La impresión con plancha de acero (plancha de
cobre, huecograbado) es un método bastante específico para la
producción de moneda y otros documentos estatales de alta seguridad.
Las máquinas de impresión por huecograbado son equipo pesado y
costoso, que no se encuentra disponible para otras aplicaciones de
impresión comercial, y que se utiliza exclusivamente en las pocas
instalaciones de impresión de alta seguridad que hay en el mundo.
Como consecuencia, aún una característica de seguridad de modesta
sofisticación física se puede tomar al nivel de alta seguridad si
se aplica mediante un proceso de impresión por huecograbado. Para
referencias del arte anterior relacionado con tintas para el
proceso de impresión en plancha de acero véase
EP-A-0 340 163;
EP-A-0 432 093; US 4.966.628; US
5.658.964; así como WO 02/094952 de los inventores; donde los
contenidos de dichos documentos se incluyen aquí como
referencia.
Las tintas para huecograbado para impresión de
seguridad se caracterizan por su consistencia pastosa (con un valor
de viscosidad bastante alto, mayor de 3, preferiblemente mayor de 5
Pascal*sec (Pa.s) a 40ºC) y, en particular, por su alto contenido
de sólidos, típicamente mayor al 50% en peso. Además, los documentos
de seguridad tales como papel moneda deben ser duraderos y
resistentes a la luz solar e influencias ambientales (es decir
humedad, oxígeno, lavandería y los solventes y químicos disponibles
comúnmente). Por lo tanto, para imprimir dichos documentos se
utilizan formulaciones de tinta con resistencia particularmente
buena, que comprenden resinas aglutinantes epoxi-éster o de uretano
de alto rendimiento. Debido a la misma razón, para los pigmentos,
cargas, y otros sólidos comprendidos en una tinta para huecograbado
se seleccionan preferiblemente compuestos inorgánicos; sin embargo,
también se pueden utilizar pigmentos orgánicos con una resistencia
probadamente alta.
Un objeto de la presente invención consiste en
proveer una tinta para impresión por huecograbado que satisface los
anteriores requerimientos.
Ahora se ha descubierto sorprendentemente que el
anterior objeto se resuelve mediante una tinta para el proceso de
impresión con plancha de acero grabada, donde dicha tinta comprende
un aglutinante orgánico polimérico, un material que absorbe en el
infrarrojo, y, de ser necesario, solvente y/o carga, donde dicha
tinta tiene una consistencia pastosa con un valor de viscosidad de
por lo menos 3, preferiblemente 5 Pa.s a 40ºC, y donde dicho
material que absorbe en el infrarrojo comprende átomos o iones de
elementos de transición cuya absorción en el infrarrojo es
consecuencia de transiciones electrónicas dentro de la capa d de los
átomos o iones de elementos de transición.
Sorprendentemente, se ha descubierto una clase
de materiales que son apropiados como absorbentes IR de banda ancha
en tintas para impresión por huecograbado, que se ajustan a dichos
requerimientos y solucionan las desventajas de ambos, los
absorbentes IR de banda estrecha, y los absorbentes IR
indiscriminados de negro de humo o grafito. Dichos materiales que
absorben en el infrarrojo, que pueden ser de naturaleza orgánica o
inorgánica, se caracterizan porque contienen elementos químicos
específicos con una capa electrónica d incompleta (es decir átomos o
iones de elementos de transición), y cuya absorción en el
infrarrojo es consecuencia de las transiciones electrónicas dentro
de dicha capa d del átomo o ion.
Se descubrió que determinados compuestos de
átomos o iones apropiados de elementos de transición absorben en el
rango NIR (700 nm a 1.100 nm), mientras que son casi transparentes
en el rango visible (400 nm a 700 nm) del espectro, así como en
cierto rango entre 1.100 nm y 2.500 nm. A pesar del hecho de que
dichos materiales solo muestran una absorción moderadamente fuerte
en dicho rango NIR, se pueden aplicar mediante impresión por
huecograbado, de tal manera que se transfiera una cantidad
suficiente de material que absorbe en el IR sobre el documento de
seguridad para dar como resultado un contraste IR útil (densidad de
absorción).
Las personas con experiencia en espectroscopía
inorgánica conocen las transiciones electrónicas
d-d, que suceden dentro de la capa d incompleta de
un átomo o ion de un elemento de transición. En este contexto, se
hace referencia a A.B.P. Lever, "Inorganic Electronic
Spectroscopy", 2^{a} edición, "Studies in Physical and
Theoretical Chemistry, Vol. 33", Elsevier, Amsterdam, 1984,
Capítulo 6. Los términos "elemento de transición" o "metal
de transición" se aplicarán en el contexto de la presente
invención a las secuencias de elementos químicos Nº 22 (Ti) a 29
(Cu), Nº 40 (Zr) a 47 (Ag), y Nº 72 (Hf) a 79 (Au) de la Tabla
Periódica, con particular énfasis en la primera serie de transición
(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu).
Preferiblemente, el elemento de transición en el
compuesto que absorbe en el infrarrojo está presente en la forma de
un ion tal como un ion de titanio (III), vanadio (IV) = vanadilo,
cromo (V), hierro (II), níquel (II), cobalto (II) o cobre (II)
(correspondiente a las fórmulas químicas Ti^{3+}, VO^{2+},
Cr^{5+}, Fe^{2+}, Ni^{2+}, Co^{2+}, y Cu^{2+}). Además,
en dicho compuesto puede haber presente más de un átomo o ion de
elementos de transición, así como otros átomos o iones (cationes o
aniones), ya sea por razonas estructurales, o para aprovechar un
efecto acumulativo.
Los materiales cuya absorción de la luz es
consecuencia de transiciones electrónicas dentro de la capa d de
átomos o iones de elementos de transición muestran una absorción
específica apenas moderada. Por lo tanto, su falta de absorción
específica de la luz se debe compensar mediante una cantidad de
material correspondientemente grande, es decir que debe haber
presente una capa del material suficientemente gruesa como para
producir la propiedad de absorción requerida. Por esta razón, los
materiales con absorción IR basada en transiciones en la capa d del
arte anterior se aplicaban ya sea en una capa de revestimiento
gruesa (pinturas que absorben en el IR para paneles solares), o se
utilizaban como carga en la masa de un material plástico.
Sin embargo, los absorbentes infrarrojos basados
en elementos de transición de la capa d no se han utilizado en
aplicaciones en impresión comunes, donde el espesor de la capa
disponible varía dentro del rango entre apenas unos pocos
micrómetros en impresión offset y flexográfica, como máximo entre 10
y 15 micrómetros de residuo seco en aplicaciones de impresión por
serigrafía, y donde solamente una fracción del espesor total de la
capa representa la carga de pigmento. Con dicha restricción, alguien
con experiencia en el arte de la formulación de tintas prefiere
usar un material que absorba en el IR que muestre una alta absorción
específica en el infrarrojo, para conseguir el resultado que se
busca con una reducida cantidad de material.
Se ha descubierto que al usar el proceso de
impresión por huecograbado, es posible transferir una capa bastante
gruesa (de hasta 50 micrómetros) de una tinta con alto contenido de
sólidos sobre un sustrato. Por lo tanto, al usar el proceso de
impresión por huecograbado, es posible aplicar una cantidad
suficiente de dichos materiales con absorción IR basada en
transiciones en la capa d, sobre un documento, de tal manera de
obtener como resultado un contraste infrarrojo útil. Además, los
materiales que absorben en el IR que se revelan comúnmente no se
pueden obtener para aplicaciones de impresión, lo que los hace
apropiados para utilizar en impresión de seguridad, debido a la
ausencia de fáciles oportunidades de falsificación.
Las propiedades de los compuestos de elementos
de transición que absorben en el infrarrojo son conocidas y ya se
aprovechan en ciertas áreas de tecnología. Los compuestos de hierro
(II) y cobre (II), con un ion Fe (^{2+}) o
Cu (^{2+}) en un ambiente químico apropiado, han probado ser eficientes materiales absorbentes IR de banda ancha en el rango infrarrojo cercano. Los compuestos apropiados de hierro (II) o cobre (II) son transparentes en el rango visible del espectro - mostrando como máximo un matiz levemente amarillento o azulado - y son estables en condiciones ambientes (es decir ante la exposición al oxígeno y la humedad). Un "ambiente químico apropiado" es por ejemplo un ion fosfato o polifosfato, o, más en general, un grupo que contiene fósforo y oxígeno; en muchos de los materiales que absorben en el IR que se revelan en el arte anterior, hay un ion Cu (^{2+}) o Fe (^{2+}) unido de hecho mediante un átomo de oxígeno a un átomo de fósforo, formando una secuencia de átomos M-O-P.
Cu (^{2+}) en un ambiente químico apropiado, han probado ser eficientes materiales absorbentes IR de banda ancha en el rango infrarrojo cercano. Los compuestos apropiados de hierro (II) o cobre (II) son transparentes en el rango visible del espectro - mostrando como máximo un matiz levemente amarillento o azulado - y son estables en condiciones ambientes (es decir ante la exposición al oxígeno y la humedad). Un "ambiente químico apropiado" es por ejemplo un ion fosfato o polifosfato, o, más en general, un grupo que contiene fósforo y oxígeno; en muchos de los materiales que absorben en el IR que se revelan en el arte anterior, hay un ion Cu (^{2+}) o Fe (^{2+}) unido de hecho mediante un átomo de oxígeno a un átomo de fósforo, formando una secuencia de átomos M-O-P.
US 4.296.214 (Kamada et al., Mitsubishi
Rayon Co., Ltd.) revelan una resina acrílica para absorción solar
con ésteres acrílicos difosfonato que contienen cobre (II)
copolimerizados en la misma. US 5.466.755 (Sakagami et al.,
Kureha Kagaku Kogyo K.K.) revela un material plástico de filtro
óptico, basado en grupos diéster-fosfato monoácido
y monoéster-fosfato diácido que contienen copolímero
acrílico, en el cual se incorporan iones cobre (II) y/o hierro
(II). US 6.410.613 (Ohnishi et al., Kureha Kagaku Kogyo K.K.)
trata sobre otros polímeros éster fosfato que absorben en el IR que
comprenden iones cobre. Dichos materiales poliméricos son útiles
como absorbentes en el infrarrojo cercano (filtros) en el rango de
longitudes de onda entre 700 nm y 1200 nm, pero hasta el presente no
se han utilizado en tintas para impresión.
US 5.236.633 y US 5.354.514 (Satake et
al., Jujo Paper Co., Ltd.) describen materiales que absorben en
el infrarrojo cercano basados en un polímero termoplástico
transparente (polimetacrilato, policarbonato, polietileno, cloruro
de vinilo, etc.), un compuesto orgánico de tiourea, y un compuesto
de cobre, que se funden juntos para dar un material plástico
transparente a la luz visible (levemente azulada), que absorbe en el
IR. US 5.723.075 (Hayasaka, Nippon Paper Industries, Co., Ltd.)
revela una tecnología similar, excepto que se utilizan derivados
orgánicos dimerizados de tiourea.
Las patentes US 2.265.437 y US 5.800.861,
otorgadas a The Sherwin-Williams Company, revelan el
uso de, entre otras cosas, fosfato de cobre, fosfato básico de
cobre, y pirofosfato de cobre en revestimientos que absorben en el
IR para producir colectores solares pasivos etcétera. Dichos
revestimientos se caracterizan porque tienen, además de su
absorción en el rango visible, una amplia banda de absorción en la
región entre 700 nm y 1200 nm.
También se han utilizado vidrios que contienen
fosfato y/o fluoruro que comprenden iones cobre (^{2+}) como
absorbentes IR, en particular para filtros de corte IR en la
industria óptica. US 5.173.212 (Speit et al., Schott
Glaswerke) y US 2004/0082460 (Yamano et al., HOYA
Corporación) revelan correspondientes fórmulas de vidrio y los
espectros de absorción de la luz resultante.
JP 05-279078 A2 (Manabe et
al., Asahi Glass Co. Ltd.) revela un material que absorbe en el
infrarrojo cercano para aplicar por impresión serigráfica, que es
un polvo de vidrio incoloro con cobre (II) y ácido fosfórico,
mezclado con un material de resina, que se utiliza para la lectura a
máquina de información mediante luz láser en el infrarrojo cercano.
JP 06-207161 A2 (Usui et al., Asahi Glass Co.
Ltd.) revela otra tinta para impresión serigráfica que contiene
fosfatos de cobre (II), como absorbente para luz de láser
semiconductor (810 nm). JP 05-093160 A2
(Matsudaira, Toppan Printing Co. Ltd.) revela una tinta para
impresión serigráfica de dos componentes para la impresión de
información clasificada, invisible. La tinta comprende, como
absorbente IR, un vidrio de fosfato en polvo que contiene óxido de
hierro (II) y/o cobre (II) (de Asahi Glass Co. Ltd.). JP
06-107985 A2 (Matsudaira et al., Toppan
Printing Co. Ltd.) revela otra tinta de dos componentes que absorbe
en el IR, basada en fosfatos de cobre (II) y/o cobre/hierro (II)
vítreos, blancos, como absorbente IR. Dichas tintas se utilizan
para la impresión de códigos de barras legibles con una máquina en
documentos de seguridad, como por ejemplo tarjetas de crédito
plásticas de larga duración, tarjetas de identidad, etc., donde la
información impresa debe ser leída mediante un láser semiconductor
que emite en el infrarrojo cercano.
Sin embargo, hasta ahora no se han revelado
tintas para impresión con plancha de acero grabada (plancha de
cobre, huecograbado), que comprendan dichas clases de compuestos con
absorción de banda ancha en el infrarrojo cercano que contengan
cobre (II) u otro átomo o ion de elementos de transición.
La tinta para el proceso de impresión con
plancha de acero grabada de la presente invención comprende una
resina aglutinante orgánica, preferiblemente del tipo epoxi-éster de
alta resistencia, uretano-alquídica o de curado con
UV, así como un material que absorbe en el infrarrojo de acuerdo con
la invención, opcionalmente uno o más pigmentos para producir el
color visible deseado, opcionalmente cargas y/o solvente para
ajustar la viscosidad de la tinta hasta un valor mayor de 3 Pa.s,
preferiblemente mayor de 5 Pa.s a 40ºC, y opcionalmente aditivos
adicionales, como por ejemplo agentes secantes (secantes),
fotoiniciadores, ceras, y aditivos reológicos. Dicho material que
absorbe en el infrarrojo es un compuesto de elementos de transición
cuya absorción IR se debe a transiciones electrónicas dentro de la
capa d de átomos o iones de elementos de transición. Aquellos con
experiencia conocen la formulación de tintas para huecograbado y los
materiales que se emplean comúnmente para hacer tintas para
huecograbado (es decir los aglutinantes, cargas, solventes,
pigmentos y otros aditivos para tintas) y no es necesario
profundizar aquí su divulgación.
El origen de la absorción IR en las tintas para
impresión por huecograbado que se revelan aquí es diferente de la
del absorbente IR de YbPO_{4} que revelan Tashima et al.
(por ejemplo JP 08-143853), que es una absorción de
banda estrecha y debida a una transición electrónica dentro de la
capa f de un ion de una tierra rara (Yb (^{3+})). Esta también es
diferente de la de los heteropoli ácidos reducidos (ácido
fosfomolíbdico) que revela US 4.244.741, que se debe a transiciones
por transferencia de carga electrónica cooperativa dentro de un ion
molecular complejo, más que a una transición dentro de la capa d de
un átomo de molibdeno aislado.
El origen de la absorción IR de las tintas para
impresión por huecograbado que se revelan aquí es además claramente
diferente del origen de la absorción IR de las tinturas orgánicas
del tipo de las cianinas con absorción de banda estrecha en el
infrarrojo cercano de EP-A-0 608
118, así como del origen de la absorción IR de las tinturas de
nigrosina con absorción de banda ancha de US 3.705.043, y de otras
tinturas orgánicas, como por ejemplo las ftalocianinas que absorben
en el IR y compuestos relacionados. Las propiedades de absorción de
la luz de las tinturas orgánicas mencionadas están notablemente
relacionadas con su extenso sistema molecular de electrones \pi,
que relaciona las capas electrónicas p del carbono y de los otros
átomos. Dichos extensos sistemas \pi tienen, sin embargo, la
desventaja de una mayor reactividad química; por esta razón, excepto
por algunas excepciones, la mayoría de las moléculas de tinturas
orgánicas conocidas no son muy estables bajo la influencia ambiental
(luz, humedad, oxígeno atmosférico).
Los absorbentes IR de la presente invención no
se basan en efectos de absorción cooperativa interatómica o
inter-iónica de átomos o iones dentro de moléculas o
compuestos en estado sólido, por ejemplo como las bandas de
transferencia de carga intervalencia de compuestos "de valencia
mixta" (Azul de Prusia, etc.) ni en la absorción por brecha de
banda de los materiales semiconductores (GaAs, etc.); al contrario,
los compuestos que se consideran aquí solamente se basan en la
propiedad de las transiciones electrónicas d-d
intraatómicas (respectivamente intraiónicas). Dichas transiciones
d-d son en principio una propiedad de los átomos o
iones aislados, aunque en cierto grado las mismas también se ven
influenciadas por el ambiente químico del átomo o del ion.
Los materiales que absorben en el IR preferidos
en el contexto de la presente invención son compuestos de cobre
(II) y/o hierro (II), por ejemplo los fosfatos de dichos elementos,
y preferiblemente en la forma de un compuesto en estado sólido para
una máxima durabilidad. Sin embargo, como alternativa, los átomos o
iones de elementos de transición que absorben en el IR también
pueden estar unidos a un componente del aglutinante polimérico de
la tinta, en particular si el componente aglutinante contiene sitios
de unión específicos para iones de elementos de transición,
preferiblemente para Cu (^{2+}), y/o para Fe (^{2+}). Dichos
sitios de unión pueden ser grupos fosfato o fosfonato,
preferiblemente grupos diéster fosfato monoácido, que se reticulan
en un esqueleto principal polimérico, o se injertan sobre el mismo.
Como alternativa, el complejo que absorbe en el IR entre un átomo o
ion de un elemento de transición y un sitio de unión simplemente
puede estar contenido en el polímero, por ejemplo como un complejo
orgánico tioruea-cobre (II), disuelto en el
aglutinante.
En el contexto de la presente invención, un
absorbente IR en estado sólido preferido, que comprende los átomos
o iones de elementos de transición que absorben en el IR, es un
compuesto cristalino, compuesto por uno o más cationes y uno o más
aniones. Los aniones preferidos se seleccionan entre los aniones que
forman rocas, es decir aquellos que forman minerales insolubles
oxigenados con una gran variedad de cationes, como por ejemplo los
aniones hidróxido, óxido, y fluoruro, así como los diversos boratos,
carbonatos, aluminatos, silicatos, fosfatos, sulfatos, titanatos,
vanadatos, arseniatos, molibdatos y tungstatos. Preferiblemente, por
lo menos un anión se selecciona entre el grupo que consiste en
fosfato (PO_{4}^{3-}), fosfato ácido (HPO_{4}^{2-}),
pirofosfato (P_{2}O_{7}^{4-}), metafosfato
(P_{3}O_{9}^{3-}), polifosfato, silicato (SiO_{4}^{4-}),
polisilicatos condensados, titanato (TiO_{3}^{2-}),
polititanatos condensados, vanadato (VO_{4}^{3-}),
polivanadatos condensados, molibdato (MoO_{4}^{2-}),
polimobdatos condensados, tungstato (WO_{4}^{2-}),
politungstatos condensados, fluoruro (F^{-}), óxido (O^{2-}), e
hidróxido (OH^{-}).
Los cationes que absorben en el IR preferidos,
en combinación con dichos aniones, son hierro (II) (Fe^{2+}) y
cobre (II) (Cu^{2+}), ya sea solos, o en solución sólida con sus
congéneres mineralógicos inactivos ante el IR, por ejemplo con
magnesio (II) (Mg^{2+}) en el caso de hierro (II), y con cinc (II)
(Zn^{2+}) en el caso de cobre (II).
Los compuestos cristalinos que absorben en el IR
que son útiles en el contexto de la presente invención son aquellos
que no pierden parte de su composición, por ejemplo el agua de
cristalización incluida, cuando se calientan hasta una temperatura
moderadamente alta, es decir hasta una temperatura que no excede los
400ºC. De hecho, se ha descubierto que es ventajoso usar compuestos
deshidratados, respectivamente deshidratando antes aquellos
compuestos que contienen agua de cristalización u otros grupos que
se pueden desprender, calentándolos al aire hasta una temperatura
entre 200ºC y 400ºC durante entre aproximadamente una y cuatro horas
(dependiendo del compuesto en cuestión), hasta alcanzar un peso
constante.
Específicamente, en la invención se pueden
utilizar los siguientes compuestos: fluoruro de cobre (II)
(CuF_{2}), hidroxifluoruro de cobre (CuFOH), hidróxido de cobre
(Cu(OH)_{2}), fosfato de cobre
(Cu_{3}(PO_{4})_{2}*2H_{2}O), fosfato de cobre
anhidro (Cu_{3}(PO_{4})_{2}), fosfatos de cobre
(II) básicos (por ejemplo Cu_{2}PO_{4}(OH),
"Libetenita" cuya fórmula se escribe a veces
Cu_{3}(PO_{4})_{2}*Cu(OH)_{2};
Cu_{3}(PO_{4}) (OH)_{3}, "Cornetita",
Cu_{5}(PO_{4})_{3}(OH)_{4},
"Pseudomalaquita",
CuAl_{6}(PO_{4})_{4}(OH)_{8}\cdot5H_{2}O
"Turquesa", etc., pirofosfato de cobre (II)
(Cu_{2}(P_{2}O_{7})*3H_{2}O), pirofosfato de cobre
(II) anhidro (Cu_{2}(P_{2}O_{7})), metafosfato de
cobre (II) (Cu(PO_{3})_{2}, que más correctamente
se escribe Cu_{3}(P_{3}O_{9})_{2}), fluoruro
de hierro (II) (FeF_{2}*4H_{2}O), fluoruro de hierro (II)
anhidro (FeF_{2}), fosfato de hierro (II)
(Fe_{3}(PO_{4})_{2}*8H_{2}O,
"Vivianita"), fosfato de litio y hierro (II) (LiFePO_{4},
"Trifilina"), fosfato de sodio y hierro (II) (NaFePO_{4},
"Maricita"), silicatos de hierro (II) (Fe_{2}SiO_{4},
"Fayalita"; Fe_{x}Mg_{2-x}SiO_{4},
"Olivino"), carbonato de hierro (II) (FeCO_{3},
"Ankerita", "Siderita"); fosfato de níquel (II)
(Ni_{3}(PO_{4})_{2}*8H_{2}O), o metafosfato
de titanio (III) (Ti(P_{3}O_{9})). Además, el absorbente
IR cristalino también puede contener compuestos iónicos mixtos,
donde dos o más cationes participan en la estructura cristalina, por
ejemplo, como en
Ca_{2}Fe(PO_{4})_{2}*4H_{2}O, "Anapaita".
De manera similar, dos o más aniones pueden participar en la
estructura como en los fosfatos básicos de cobre mencionados, donde
OH(^{-}) es el segundo anión, o aún ambos juntos, como en
el fluorofosfato de magnesio y hierro,
MgFe(PO_{4})F, "Wagnerita".
El absorbente IR en estado sólido puede ser
además un vidrio, que comprende el ion o iones de elementos de
transición que absorben en el IR. Los vidrios preferidos son de los
tipos que comprenden fosfato y/o fluoruro, en los cuales existe una
coordinación del ion o iones de elementos de transición con los
aniones fosfato y/o fluoruro presentes en el vidrio. Dichos aniones
están situados notablemente en el extremo inferior de la "serie
espectroquímica", es decir que proveen transiciones
d-d de baja energía de los iones de elementos de
transición, que empujan las bandas de absorción del ion hacia el
infrarrojo. Con respecto a la "serie espectroquímica", se
refiere al lector a A.B.P. Lever, "Inorganic Electronic
Spectroscopy", 2^{a} edición, "Studies in Physical and
Theoretical Chemistry, Vol. 33", Elsevier, Amsterdam, 1984,
Capítulo 9 y referencias que se citan en el mismo.
Los vidrios que absorben en el IR que se pueden
introducir a la tinta para impresión por huecograbado que se revela
aquí en la correspondiente forma en polvo son por ejemplo los de JP
05-279078 A2 y JP 05-093160 A2,
cuyos documentos se citaron ya anteriormente.
Los pigmentos y aditivos para formulaciones de
tinta para huecograbado tienen un tamaño estadístico de partícula
que preferiblemente no excede los 50 micrómetros, más
preferiblemente no excede los 20 micrómetros, aún más
preferiblemente no excede los 10 micrómetros. Absolutamente ninguna
partícula individual excederá un tamaño de 100 micrómetros (límite
de corte superior), una meta que en general se consigue mediante una
operación de clasificación final (tamizado). Las partículas
demasiado grandes, aún en pequeña cantidad, producen notables
problemas en la prensa durante la impresión, ya que la tinta tiende
a ser barrida fuera de la chapa grabada.
De esta manera, la absorción específica en el
rango "infrarrojo óptico" (es decir entre 700 nm y 2500 nm) del
material que absorbe en el infrarrojo, que se aprovecha en la tinta
para huecograbado de la presente invención, es solo una
consecuencia de las transiciones electrónicas d-d
intraatómicas o intraiónicas. Sin embargo, además de aprovechar
esta absorción IR, el material absorbente puede mostrar otras bandas
transición d-d adicionales en el rango visible (es
decir entre 400 nm y 700 nm), así como todos los tipos de bandas de
absorción en la región ultravioleta del espectro (es decir por
debajo de 400 nm).
Sin embargo, los materiales que absorben en el
IR que se utilizan en la tinta para huecograbado de la presente
invención son diferentes de los pigmentos de metales de transición
del arte anterior, como por ejemplo los pigmentos de níquel y
cobalto que se utilizan en revestimientos decorativos ("azul
cobalto", etc.; US 3.748.165), o los pigmentos amarillo, rojo y
negro a base de hierro que se utilizan en aplicaciones clásicas de
impresión y revestimientos. En dichos pigmentos de metales de
transición del arte anterior, se busca intencionalmente y se
aprovecha un efecto de absorción en el rango visible. Sin embargo,
la idea básica de la presente invención se basa en pigmentos que
absorben en el IR que no son coloreados en el rango visible del
espectro (400 nm a 700 nm), o que como máximo solamente son poco
coloreados, para que sean compatibles con todas las clases de
matices de tinta visibles y para que sean útiles como marcas
invisibles.
Por lo tanto, los materiales que absorben en el
IR que se prefieren para la tinta de la presente invención son
aquellos que no absorben sustancialmente en el rango visible del
espectro (400 nm a 700 nm), es decir aquellos cuyo valor CIE (1976)
de claridad por reflectancia difusa (L*) es mayor que 70,
preferiblemente mayor que 80, según se mide en el polvo puro.
Para obtener un efecto de absorción
suficientemente fuerte, los átomos o iones de metales de transición
que absorben en el IR deben estar presentes en una concentración
bastante alta en el material que absorbe en el IR; típicamente en
una concentración de 10% o más, preferiblemente 20% o más, y aún más
preferiblemente 40% o más, en peso. Por lo tanto, los materiales
que absorben en el IR que se utilizan en la tinta para huecograbado
de la presente invención son diferentes de los compuestos
luminiscentes que contienen elementos de transición, como por
ejemplo rubí (Al_{2}O_{3}:Cr) o los granates dopados con metal
de transición (véase US 3.550.033) y otros cristales que se
utilizan en aplicaciones en láser. Es digno de mención, que dichos
compuestos luminiscentes contienen los iones de metal de transición
sensibilizantes o emisores solo en bajas concentraciones, que son
apropiadas para producir dichos efectos de luminiscencia.
Además, la tinta para huecograbado de la
presente invención debe contener el material que absorbe en el IR
en un nivel de concentración suficientemente alto, de tal manera de
producir un buen contraste en el documento impreso en dicho rango
IR del espectro. Las concentraciones útiles del material absorbente
en la tinta varían dentro del rango entre 5% y 70%, preferiblemente
entre 10% y 50%, aún más preferiblemente entre 20% y 50%, en peso
de la tinta; dichos niveles de concentración son significativamente
mayores que los niveles de concentración que se utilizan en el caso
de los marcadores fosforescentes.
Además, el mencionado nivel de concentración del
material que absorbe en el IR se puede hacer variar dentro de las
tintas que se utilizan en un mismo documento, para producir más
zonas oscuras y más claras en el infrarrojo en el documento, o para
imprimir una figura grisada oculta que se ve en el infrarrojo,
respectivamente. Esto se puede llevar a cabo, por ejemplo mediante
un documento que tenga por lo menos dos tintas que absorben en el
IR de acuerdo con la invención, donde dichas tintas que absorben en
el IR difieren en su nivel de absorción IR.
En otra forma de realización, una misma tinta
que comprende el absorbente IR se puede imprimir con una placa de
huecograbado con zonas grabadas en la chapa con diferentes
profundidades. Esto da como resultado, en particular en el caso de
los compuestos de metales de transición que absorben moderadamente
en el IR que se utilizan en la presente invención, que queden en el
documento zonas que en el infrarrojo son más oscuras o más claras.
Esta modulación de la densidad de absorción en el infrarrojo se
puede mimetizar además mediante una fuerte pigmentación que absorba
en el rango visible de la tinta para huecograbado, de tal manera que
la diferencia de profundidad de la chapa grabada no se muestra como
una diferencia del color visible.
Además, el material que absorbe en el IR de la
presente invención, que proporciona un amplio perfil de absorción,
se puede combinar útilmente, dentro de una misma tinta, con todos
los otros tipos de materiales que absorben en el IR que se revelan
en el arte, y en particular con materiales orgánicos que absorben en
el IR. En este contexto, se prefieren en particular los materiales
orgánicos que absorben en el IR con un pico de absorción más
estrecho que los materiales que absorben en el IR a base de metales
de transición. Esta combinación permite por cierto producir un
perfil de absorción en el infrarrojo aún más complejo y aumentar de
esta manera la sofisticación y la seguridad de la marca oculta. El
material orgánico que absorbe en el IR puede estar presente también
en una segunda tinta, impresa sobre el mismo documento, para
aprovechar el contraste que se obtiene, que es legible con una
máquina.
La tinta para huecograbado que absorbe en el IR
de la presente invención se utiliza preferiblemente para producir
documentos de seguridad, como por ejemplo papel moneda, pasaportes,
cheques, vales, tarjetas de identidad, tarjetas de transacciones,
estampillas, etiquetas de impuestos, etc. La tinta que absorbe en el
IR se puede imprimir aquí ya sea como única característica de
seguridad, o bien se puede utilizar en conjunto con tintas que no
absorben en el IR con el mismo matiz visible, para producir un
patrón oculto de absorción IR. Además, la tinta que absorbe en el
IR de la presente invención se puede combinar sobre un mismo
documento con otras tintas que absorben en el IR con una
composición diferente que la que se revela aquí, en particular con
tintas que contienen un absorbente IR orgánico.
Un proceso para fabricar una tinta para
impresión con plancha de acero grabada, de acuerdo con la presente
invención, comprende el paso de incorporar un material que absorbe
en el infrarrojo que comprende un átomo o ion de un elemento de
transición, cuya absorción en el infrarrojo es consecuencia de
transiciones electrónicas dentro de la capa d de dicho átomo o ion
de elemento de transición, en un aglutinante orgánico polimérico,
junto con materiales adicionales opcionalmente necesarios.
Aquellos con experiencia saben cómo fabricar una
tinta para huecograbado, incluyendo el ajuste de su viscosidad y
sus otras propiedades reológicas para conseguir un buen
comportamiento en la impresión, y el proceso de impresión por
huecograbado en sí, y no es necesario explicarlos más aquí.
Ahora se explicará adicionalmente la tinta para
huecograbado de la presente invención con ayuda de formas de
realización no limitantes que sirven como ejemplo.
La Fig. 1 muestra las características de
absorción IR del pigmento de vidrio de fosfato de cobre (II) que se
utiliza en el Ejemplo 1 de la presente memoria descriptiva.
La Fig. 2 muestra las características de
absorción IR de una tinta blanca para huecograbado que comprende
fosfato de cobre de acuerdo con el Ejemplo 2 de la presente memoria
descriptiva.
La Fig. 3 muestra las características de
absorción IR del fosfato de hierro "Trifilina" (LiFePO_{4})
que se utiliza en el Ejemplo 3 de la presente memoria
descriptiva.
La Fig. 4 muestra las características de
absorción IR de los polímeros de fosfato de cobre (II) y/o hierro
(II) que se utilizan en el Ejemplo 4 de la presente memoria
descriptiva.
La Fig. 5 muestra las características de
absorción IR de una tinta para huecograbado que comprende fosfato de
cobre y un absorbente IR orgánico adicional, de acuerdo con el
Ejemplo 5 de la presente memoria descriptiva.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
(para el proceso paper wipe de impresión por
huecograbado con plancha de cobre)
(*) El pigmento vitrocerámico que absorbe en el
IR se preparó moliendo un absorbente IR de vidrio de fosfato (Fig.
1) de acuerdo con US 2004/0082460, Ejemplo 1, a un tamaño de
partícula promedio en el orden de los 8 a 10 micrómetros.
Para obtener tintas de los colores
correspondientes, pero sin la característica de absorción IR, el
pigmento que absorbe en el IR se remplazó por la misma cantidad en
peso de carbonato de calcio.
(**) El pigmento coloreado se seleccionó de
acuerdo con el matiz deseado, por ejemplo:
Pigmento Amarillo C.I. 13; Pigmento azul C.I.
15:3 en la proporción apropiada). Esta mezcla de pigmentos es un
"negro transparente al IR" que permite la transparencia de la
tinta en el rango infrarrojo óptico más lejano.
(***) La viscosidad de la tinta se ajustó con
Solvente para Tinta 6/9 (Shell Industrial Chemicals) a un valor
entre 5 y 10 Pa.s a 40ºC.
Se prepararon pares de tintas del mismo color de
determinados matices visibles, cada matiz una vez con el absorbente
IR y otra vez sin el mismo, cada vez, mezclando juntos todos los
componentes de la fórmula, excepto los secantes, y llevando a cabo
dos pasadas en un molino de tres rodillos, para obtener una tinta
homogénea. Los secantes se agregaron al final y se mezclaron
durante 15 minutos, y la tinta terminada se desgaseó al vacío. La
viscosidad de la tinta se ajustó a 10 Pa.s a 40ºC.
Las tintas que se obtuvieron de esa manera se
usaron para imprimir con una prensa de huecograbado estándar sobre
papel moneda en la forma de un patrón que comprendía colores
visibles y características IR ocultas. De esta manera se podrían
realizar patrones de absorción IR, útiles para el proceso a máquina
de la moneda, con una completa independencia del aspecto visible del
documento.
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Se hizo una tinta al agua para huecograbado no
entrelazado de acuerdo con la siguiente fórmula:
(*) Como pigmento al fosfato que absorbe en el
IR se usó fosfato de cobre deshidratado con la fórmula
Cu_{3}(PO_{4})_{2}, que se obtuvo calentando
fosfato de cobre hidratado durante 2 horas a 400ºC al aire.
Para obtener las tintas de los colores
correspondientes, pero sin la característica de absorción IR, el
pigmento que absorbe en el IR se remplazó por la misma cantidad en
peso de carbonato de calcio.
(***) El éter de celulosa se seleccionó entre el
grupo de metilcelulosa (MC) y/o carboximetilcelulosa sódica
(sod-CMC) y se utilizó según se describe en C.
Baker, The Book and Paper Group Annual, Vol. 1, 1982.
Se prepararon pares del mismo color de tintas
blancas, una vez con el absorbente IR y otra vez sin el mismo,
mezclando juntos cada vez todos los componentes de la fórmula,
excepto el secante y el agua, durante 20 minutos a temperatura
ambiente en una mezcladora Molteni, luego llevando a cabo dos
pasadas por un molino de tres rodillos para conseguir una tinta
homogénea. El secante y el agua se agregaron al final y se mezclaron
durante 15 minutos; la tinta que se obtuvo como resultado se
desgaseó al vacío en una mezcladora Molteni. La viscosidad de la
tinta se ajustó a 10 Pa.s a 40ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Se hizo una tinta para huecograbado
polimerizable catiónicamente, de curado por UV, de la manera clásica
(es decir pre-mezclando todos los ingredientes,
luego llevando a cabo dos pasadas en un molino de tres rodillos) de
acuerdo con la siguiente fórmula:
(*) Como pigmento al fosfato que absorbe en el
IR se seleccionó fosfato de litio y hierro (II) (LiFePO_{4},
"Trifilina"), con un espectro de absorción según se muestra en
la Fig. 3.
Para obtener las tintas de los colores
correspondientes, pero sin la característica de absorción IR, el
pigmento que absorbe en el IR se remplazó por la misma cantidad en
peso de carbonato de calcio.
(**) El pigmento coloreado se seleccionó de
acuerdo con el matiz deseado, según se da en el Ejemplo 1.
La tinta se ajustó hasta una viscosidad de 12,5
Pa.s a 40ºC. Esta mostró una excelente respuesta de curado con luz
UV, así como un muy buen postcurado oscuro. La tinta se podía
enjugar con papel y satisfizo todos los requerimientos que necesitan
las tintas para plancha de acero grabada para utilizar en la
impresión de documentos de seguridad.
(*) El monómero que absorbe en el IR se preparó
según US 5.466.755, Ejemplo 1 (véase Fig. 4, curva 1) o ejemplo 2
(véase Fig. 4, curva 2); los monómeros que se indican y la sal de
cobre (II), respectivamente las sales de cobre (II) y hierro (II) se
mezclaron juntos en caliente (60ºC), sin embargo, sin agregar un
iniciador de polimerización.
(**) El pigmento coloreado se seleccionó de
acuerdo con el matiz deseado, según se da en el Ejemplo 1.
(***) La tinta se ajustó hasta una viscosidad
menor que 5 Pa.s a 40ºC. Esta mostró una buena respuesta de curado
con luz UV de longitud de onda larga.
Se realizaron documentos impresos, 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, etc., con una tinta de acuerdo con la
invención, según se da como ejemplo en particular en los ejemplos
dados, imprimiendo con la tinta en una prensa de huecograbado
estándar. Las tintas que absorben en el IR se usaron para imprimir
como única característica de seguridad, o, como alternativa se
combinaron con tintas que no absorben en el IR del mismo matiz,
para producir patrones de absorción IR ocultos además de las
características visibles en dichos documentos.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (23)
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.
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 Ti^{3+},
VO^{2+}, Cr^{5+}, Fe^{2+}, Ni^{2+}, Co^{2+}, y
Cu^{2+}.
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 (PO_{4}^{3-}), fosfato ácido
(HPO_{4}^{2-}), pirofosfato (P_{2}O_{7}^{4-}), metafosfato
(P_{3}O_{9}^{3-}), polifosfato, silicato (SiO_{4}^{4-}),
polisilicatos condensados; titanato (TiO_{3}^{2-}),
polititanatos condensados, vanadato (VO_{4}^{3-}), polivanadatos
condensados, molibdato (MoO_{4}^{2-}), polimobdatos condensados,
tungstato (WO_{4}^{2-}), politungstatos condensados, fluoruro
(F^{-}), óxido (O^{2-}), 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) (CuF_{2}), hidroxifluoruro
de cobre (CuFOH), hidróxido de cobre (Cu(OH)_{2}),
fosfato de cobre (Cu_{3}(PO_{4})_{2}*2H_{2}O),
fosfato de cobre anhidro (Cu_{3}(PO_{4})_{2}),
fosfatos de cobre (II) básicos Cu_{2}PO_{4} (OH) (Libetenita),
Cu_{3}(PO_{4}) (OH)_{3} (Cornetita),
Cu_{5}(PO_{4})_{3} (OH)_{4}
(Pseudomalaquita), CuAl_{6}(PO_{4})_{4}
(OH)_{8}\cdot5H_{2}O (Turquesa), pirofosfato de cobre
(II) (Cu_{2} (P_{2}O_{7})*3H_{2}O), pirofosfato de cobre
(II) anhidro (Cu_{2} (P_{2}O_{7})), metafosfato de cobre (II)
(Cu_{3} (P_{3}O_{9})_{2}), fluoruro de hierro (II)
(FeF_{2}*4H_{2}O), fluoruro de hierro (II) anhidro (FeF_{2}),
fosfato de hierro (II)
(Fe_{3}(PO_{4})_{2}*8H_{2}O, Vivianita),
fosfato de litio y hierro (II) (LiFePO_{4}, Trifilina), fosfato de
sodio y hierro (II) (NaFePO_{4}, Maricita), silicatos de hierro
(II) (Fe_{2}SiO_{4}, Fayalita;
Fe_{x}Mg_{2-x}SiO_{4}, Olivino), carbonato de
hierro (II) (FeCO_{3}, Ankerita, Siderita); fosfato de níquel (II)
(Ni_{3}(PO_{4})_{2}*8H_{2}O), metafosfato de
titanio (III) (Ti(P_{3}O_{9})),
Ca_{2}Fe(PO_{4})_{2}*4H_{2}O, (Anapaita), y
MgFe(PO_{4})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 Cu^{2+}, y/o para Fe^{2+}.
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 una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
material que absorbe en el IR tienen un valor de claridad por
reflectancia difusa (L*) CIE (1976) mayor de 70, preferiblemente
mayor de 80, según se mide en el polvo puro.
13. Tinta de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
material que absorbe en el IR contiene átomos o iones de elementos
de transición que absorben en el IR en una concentración del 10% o
más, preferiblemente del 20% o más, y aún más preferiblemente 40% o
más, en peso.
14. Tinta de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes caracterizada porque comprende
material que absorbe en el IR en una concentración en el varían
dentro del rango entre 5% y 70%, preferiblemente entre 10% y 50%,
aún más preferiblemente entre 20% y 50%, en peso de la tinta.
\newpage
15. Tinta de acuerdo con la reivindicación 14,
caracterizada porque comprende un absorbente IR adicional,
donde dicho absorbente IR adicional es un compuesto orgánico.
16. Tinta de acuerdo con la reivindicación 15,
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.
17. Proceso para hacer una tinta para impresión
con plancha de acero grabada de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, 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 un aglutinante orgánico polimérico,
junto con materiales adicionales opcionales.
18. Uso de una tinta para el proceso de
impresión con plancha de acero grabada de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 16 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.
19. 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.
20. Documento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 19, 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.
21. Documento de seguridad de acuerdo con la
reivindicación 19, 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.
22. Documento de seguridad de acuerdo con una de
las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque tiene por
lo menos una tinta que absorbe en el IR adicional que contiene un
absorbente IR orgánico.
23. Proceso para hacer un documento de seguridad
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21,
caracterizado porque comprende el paso de aplicar una tinta
que absorbe en el IR de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a
16 sobre dicho documento de seguridad por medio de un proceso de
impresión con plancha de acero grabada.
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2014
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