JP2000192397A - 偽造防止紙の製造及び検出方法 - Google Patents

偽造防止紙の製造及び検出方法

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JP2000192397A
JP2000192397A JP11341004A JP34100499A JP2000192397A JP 2000192397 A JP2000192397 A JP 2000192397A JP 11341004 A JP11341004 A JP 11341004A JP 34100499 A JP34100499 A JP 34100499A JP 2000192397 A JP2000192397 A JP 2000192397A
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James Joseph Foster
ジェームズ・ジョセフ・フォスター
Leo Thomas Mulcahy
レオ・トーマス・マルケイヒ
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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    • D21F1/44—Watermarking devices

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  • Paper (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光染料を利用した偽造防止紙において紙か
ら滲み出す染料の量を最小にする。 【解決手段】 偽造防止紙の製造プロセスにおいて１つ
もしくは複数の蛍光剤を含んだ木質繊維ルーメンを何パ
ーセントか加える。このルーメンは通常の光では普通に
見えるが、何らかの放射手段に曝されると発光する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は偽造防止紙を製造
するための方法に関する。この種の方法では、一般に、
１つもしくはそれ以上の蛍光剤を加えた木質繊維ルーメ
ン（wood fiber lumens)を何パーセントか添加してい
る。これらの木質繊維ルーメンは通常の光のもとでは普
通に見えるが、様々な方法での放射を受けると光るよう
になっている。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】伝統的
に、偽造は通貨の不法製造に関係している。しかしなが
ら、今日では、ソフトウェア、コンパクトディスク、煙
草、ビデオテープ等の偽造により、製造業者に多くの損
失が与えられている。この種の偽造は会社に数百万ドル
もの収入損を与える。さらに、これらの偽造品は通常安
く作られており、疑っていない顧客に製造者の製品の品
質についての疑いを生じさせる。会社にとっては、偽物
を排除することは、経済的及び公共的見地から最も興味
のあることで疑いがない。製造業者が相手の偽物に対す
る対処にはいくつかの様々なオプションがある。これら
には、すかし、特殊印刷、ホログラフラベルの利用、合
成ファイバーあるいは添加物の利用等がある。これらの
偽物防止技術を以下に説明する。
【０００３】すかしは紙をクーチング(couching)する前
に湿った繊維ウェブにデザインを押すことでできる。こ
の段階はプロセスの初期に行われるので、それによっっ
て紙内の繊維の幾分かが配置を整えられる。このような
繊維の配置により、すかしを偽造することを困難にして
いる。すかしはアメリカ合衆国及び欧州の紙幣や有価証
券に広く利用されている。他の発明者によって、製紙プ
ロセスの間の繊維の堆積を制御し、紙の各片に個々に独
特のすかしを設けることによって、すかしプロセスの安
全性を高める努力を行なってきた。すかしの利用は紙幣
や銀行小切手等のような半透明で薄い紙に最適である。
残念ながら、厚紙やボール紙へのすかしの利用は、光の
透過性が低いことから実用性に乏しい。これらの厚い紙
に設けられたすかしは薄くて半透明の紙のようにすぐに
分かるものではない。
【０００４】複雑印刷技術も有価証券や紙幣において伝
統的に利用されてきた技術である。これらは一般には生
き写しのポートレートや込み入ったデザインのものであ
る。さらに、特殊インク、特に末端の用途に応じて専用
にブレンドされた特殊インクは有価証券の分野で広く利
用されてきた。これらの特殊インクには多色の利用から
可視光線や紫外線で蛍光を発するパターンを作るための
高強度紫外線の利用にわたるあらゆるものが含まれる。
しかしながら、高品質のカラーコピーの到来によって、
特殊インクによる色と複雑なデザインの利用は偽物に対
する防御策にはならなくなってきている。
【０００５】偽物が巧妙になってきたことへの対応と
し、マイクロプリンティングが開発された。マイクロプ
リンティングは材料にメッセージ等を小さくプリントす
るテクニックである。このメッセージは裸眼では単なる
線に見えるが、拡大するとメッセージが現れる。このテ
クニックは実行が難しいことから、材料の偽造をやっか
いなものにしている。しかしながら、このマイクロプリ
ンティングテクニックにも欠点が有り、それは印刷プレ
スを比較的容易に得ることができることである。さら
に、このような印刷設備はどこにでもセットできるし、
うまく隠しておくことができる。
【０００６】ホログラフラベルも偽物防止装置として広
く利用されている。これらのラベルに付されたイメージ
は見る地点に応じて変化する。このようなラベルの身近
な例はクレジットカード上の光るイメージである。これ
らは偽物防止装置としては有効ではあるが、製造及び追
跡が高くつく。
【０００７】印刷基体内に染められた合成繊維を入れる
ことも偽造防止装置として多年にわたって実施されてき
た。この一般的な例はアメリカ合衆国紙幣に利用されて
いる紙であり、それには青と赤の合成繊維が入ってい
る。これは有効ではあるが、特定の用途にしか利用でき
ないという大きな欠点が有る。例えば、染められた合繊
繊維がイメージ及び／もしくは印刷を損なうことになる
ので、紙幣の紙は一般的な印刷には不適である。
【０００８】また、従来技術には紙に現れる小さなディ
スクであるプランシェット(planchettes)を含んでい
る。これらのディスクは通常湿潤強力紙から成っている
が、プラスチックも時に利用される。このプランシェッ
トは目視可能でも目視不能でも紫外線応答性のものでも
良い。さらに、プランシェットは可変色化合物を部分的
に含む組成として紙内に入れることができる。可変色化
合物の第二の部分が適用されると、プランシェットの色
が変わる。このような従来技術の例としてはダブリュ・
エイ・ウッド(W.A. Wood)に与えられた"Document Authe
ntification paper"と題するアメリカ合衆国特許第4,03
7,007号('007号)がある。プランシェットは有効な偽造
防止手段ではあるが、いくつかの欠点が有る。主たる欠
点の一つは印刷プロセスの妨げとなることである。印刷
プロセスにおいて利用されるインクの多くはべとつきが
ある。これらのべとつきによってルーズなプランシェッ
トが引き剥がされて印刷が悪くなってしまう。これが起
こったらプレスを止めてルーズなプランシェットを掃除
しなければならない。
【０００９】最後に、いくつかの製造者は蛍光剤で染め
た繊維を利用している。これらの繊維は通常の光のもと
ではよく見えないが、紫外線のもとでは光る。このよう
な従来技術の例はカントロウィッツ等(Kantrowitz et a
l)に与えられた"Process ofManufacturing Identifiabl
e Paper"と題するアメリカ合衆国特許第2,379,443号('4
43号)が有る。'443号特許には製紙プロセスに先だって
供給繊維内に何パーセントかの化学的に処理された繊維
を分散させるプロセスが記載されており、この化学的に
処理された繊維は、紙をその化学的に処理された繊維と
反応する溶液で処理して非可逆的な変色を生じさせない
限り、通常の繊維と区別することができないものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】'443号特許には化学的に
処理された繊維が蛍光を発するようにするための手段と
して紫外線放射の利用が記載されているが、'443号特許
と本発明とは２つの大きな相違が有る。この第１の相違
は繊維内に蛍光材料或いは染料を入れるために後述する
ルーメン付加(lumen loading)テクニックを利用してい
ることである。本発明のルーメンローディングテクニッ
クは繊維内に蛍光材料を取り込み／含ませて、紙から滲
み出す染料の量を最小にすることである。これらの材料
の滲み出しを最小化することは、薬品や食品の包装のよ
うな或る種の末端用途にとって重要である。その理由
は、蛍光材料は通常幾分かの毒性を備えており、顧客に
過剰に曝すことは最小にすべきだからである。蛍光材料
を背繊維内に蛍光材料を取り込み／含ませることによっ
て、包装される薬品や食品に蛍光材料が紙から滲み込む
潜在性が減少し、それによって、毒物に対して曝される
ことが減少する。蛍光材料の転移の潜在性が低いその他
の用途においてすら、毒性成分に曝されることを最小と
することは必ず有益である。これらの末端用途の例とし
ては、小切手や手形のような証券紙が有る。
【００１１】'443特許と本発明との間の第２の大きな相
違は'443特許は紫外線放射に曝されたときに光る材料の
利用だけを開示していることである。これに対して、本
発明は紫外線や赤外線を含むがそれに限られるものでは
ない全ての方法の放射で光る材料の利用を開示してい
る。様々な放射源の下で発光する様々な材料を利用する
ことによって、本発明は品物が本物であることを証明す
る多くの方法を可能にしている。例えば、紙が本発明に
従ってルーメンを加えられた繊維を含むものであれば、
それは紫外線で発光し、またそれが赤外線で発光する同
様に処理された繊維を含むならば、偽造者がこの発光の
一つを見逃して不完全な複製をつくってしまうことはか
なり可能性が有ることである。
【００１２】以上から明白なように、安価で有効でかつ
複製を困難とする偽造防止技術の要求が業界において存
在している。さらに、この技術は基材の印刷特性やコー
ティング作業を阻害するものであってはならない。本発
明は業界におけるこれら及びその他の要求を満たすこと
を目的とするものであり、その方法は、以下の開示を得
ることで当業者により明白となるであろう。
【００１３】一般的に言って、本発明はこれらの要求を
以下の段階を有する偽造紙の製造及び検出方法を提供す
ることによって満たすものである。溶剤中に、これに溶
解可能な蛍光染料を溶解し、ルーメン(lumen)を有する
木質繊維を固形分含有量が最高で５０％まで脱水し、溶
解した蛍光染料と脱水した木質繊維とを蛍光剤が繊維の
ルーメン内に入り込むように混合し、この蛍光剤が入っ
た木質繊維を該木質繊維のルーメンの外側の余分な蛍光
染料がほぼ除去されるまで洗浄し、染料を木質繊維のル
ーメンのほぼ内部に封入し、蛍光染料を加えた木質繊維
を取り出して、蛍光剤の入った木質繊維を乾燥し、洗浄
されたルーメン入りの木質繊維を製紙パルプに全供給物
のＺ2％の割合で供給する。ここで、 であり、Ｚ1＝繊維の供給物中におけるルーメン入りの
繊維のlbs/tonでの量である。次にルーメン付加された
供給物で偽造防止紙をつくり、放射線光源を用いてルー
メン付加された繊維中の蛍光染料を検出する。
【００１４】或る好ましい実施形態において、木質繊維
は固形分含有量が約３０％になるまで脱水される。ま
た、ルーメン入りの木質繊維は製紙パルプ供給物に１０
億分の数部から２０〜２５％の間の割合で加えられる。
もう一つの実施形態において、ルーメン入りの木製繊維
を製紙パルプ供給物に導入することによって、様々な紫
外線放射下で認識可能な繊維入りの偽造防止紙を製造す
ることができる。さらにもう一つの実施形態において
は、放射光によって可視範囲での発光が生じる、すなわ
ち光学的にアクティブとなる。本発明の好ましい実施形
態は偽造防止紙の製造が簡単であり、経済性に優れいて
いるという利点をもたらす。事実、多くの好ましい実施
形態において、製造が簡単で経済性に優れるというこれ
らのファクターは従来周知の方法においてこれまで達成
されたものよりも、非常に高い程度まで高めることがで
きる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明における木質繊維乾燥は”
オフライン（off line）”で行われる。このような”オ
フライン”木質繊維乾燥は本願出願人に付与された米国
特許第5,759,349号に見出すことができる。本発明は染
料と繊維とが強力に結合して染料が最終的なパッケージ
内におけるまわりの繊維内への抽出及び／もしくはにじ
みを生じないようにすることを要求している。染料は紫
外線や赤外線（すなわち”不可視”光線）或いはその他
の適当な放射によって発光するものでなければならな
い。同じように、染料は放射源に曝された時に発光しあ
るいは認識可能であって、通常の条件下では即座に識別
できないような材料であればいかなるものでも良い。本
発明のさらなる実施形態ではいくつかの様々なタイプの
染められた木質繊維を利用できる。蛍光染料は紫外線、
赤外線或いはその他の適当な光源の下でいくつかの様々
な色で光るものを選択できる。
【００１６】製紙工業においてオプティカル・ブライト
ナーズ(Optical Brighteners)として知られる等級の染
料が本発明に適している。これらは上記した米国特許第
5,759,349号において論じられている。これらの調合物
は紫外線もしくは赤外線光の下で光るスチルベン(stilb
ene)やクマリン(coumarin)派生物を含んでいる。ルーメ
ンを加えた材料の偽造防止紙内における濃度を推定する
ことも重要である。この計算を行うための段階的方法を
以下に概略で説明する。簡単にするため、松の繊維が単
独で円筒に成形される。この円筒の内部には、ルーメン
を加えた材料とセル壁とを有し、これは繊維の重量の要
因となる比重１．５３g/mLのものである。最も用心深い
推定を行うために、繊維の寸法は最小セル壁厚さと最大
繊維径とに基づいて定めた。このような繊維モデルを図
１に示す。
【００１７】計算 段階１ − 内部円筒と、外部円筒及び環状部の容積を計
算する。 Ｖcylinder＝πＲ2Ｌ Ｖinner＝2.9ｘ10-12ｍ3 Ｖouter＝3.3ｘ10-12ｍ3 Ｖannulus＝4.3ｘ10-13ｍ3 段階２ − 一つの繊維内に入り込んだ材料の量を計算す
る。 Ｘ(g)＝ＣL(g/m3)ｘＶinner(m3) Ｘ＝grams（pounds）に換算した一つの繊維内における
染料の量 ＣL＝ルーメン付加された溶液の濃度 段階３ − 個々の繊維の重量を計算する。 仮定 − セル壁が繊維の全重量の原因となる。 Ｖannulus(m3)÷セル壁の密度＝1.5ｘ10-90.454kg(lbs)
＝7.5ｘ10-13907.2kg(tons) セル壁の密度＝2.96ｘ10-4ｍ3/0.454kg（m3/lb) （米国の市販木材(Commercial Timbers of the United
States)、１９４０年； 第５２頁） 段階４ − ボール紙内のルーメン付加された材料の量を
計算する。 u ＝ ボール紙内の付加繊維のppm密度 Ｚ1＝0.454 kg/907.2 kg (lbs/ton)でのボール紙内のル
ーメン付加された材料の量 Ｚ2＝ボール紙内のルーメン付加された材料のppm濃度
【００１８】一般には、染められ、ルーメン付加された
木質繊維が供給物に付加されて、全供給物中の数パーセ
ントを占める。このパーセンテージは１０億分の数部の
ようにできるだけ低く、２０〜２５％迄である。好まし
い実施形態において、個々のルーメン付加された木質繊
維は紫外線光或いは赤外線光下で識別できるものであ
る。染められ、ルーメン付加された木質繊維が供給物内
に均一に分散した後、便宜的な製紙操作によって偽造防
止紙に形成される。
【００１９】以下の実施例は本発明の概念を利用して準
備されたものである。実施例 繊維に様々な可溶性の蛍光剤が付加された。これらの蛍
光剤はメタノールのような溶剤中にそれぞれ0.5 g/L、1
g/L及び10 g/Lの濃度で溶解した。松を取得して固形分
が３０％になる迄脱水した。乾燥した５０グラムが次い
で２リットルの各溶液に加えられ、電気撹拌器で約３〜
４時間便宜的に撹拌した。この作業は換気フード下で行
われ、混合の間メタノールが蒸発した分を補うために加
えられた。繊維が染められたら、出てくる溶液が清澄に
なるまで、溶液が真空のもとでメタノールと水とで交互
に洗浄した。これには各材料を２〜３リットル要した。
繊維は便宜的な実験室の破砕機（disintegrator)で再パ
ルプ化され、それらから１２ｘ１２インチのハンドシー
ト(hand sheet)を４枚形成した。この破砕機は製紙工業
において繊維を水性媒体内に分散させるために通常使用
されるものである。再パルプ化した後に、水とその中に
分散した繊維の色に視覚的変化がないことが示された。
ハンドシートは次いで便宜的なドラム式乾燥機で乾燥さ
れ、それによって、繊維内に蛍光剤が封入された。最後
に、処置後の繊維が再パルプ化されて、100 ppm及び100
0 ppmで硬材繊維に添加され、20.3 cm (8インチ）の丸
いハンドシートが作成された。
【００２０】以上の開示に基づいて、多くのその他の特
徴、変形もしくは改良をなすことは当業者に明白であろ
う。従って、このような特徴、変形もしくは改良は本発
明の一部とみなすべきであり、本発明の範囲は特許請求
の範囲によって定められるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の方法に利用される繊維の
モデルを示すものである。
フロントページの続き (72)発明者 レオ・トーマス・マルケイヒ アメリカ合衆国 24426 ヴァージニア, コヴィントン，パイニー・リッジ・ロード 400

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放射線源により検出可能な偽造防止紙の
    製造方法であって、 溶液中に蛍光染料を溶解させる段階と、 ルーメンを有する木質繊維を固形分が最高５０％になる
    まで脱水する段階と、 溶解した蛍光染料と脱水した木質繊維とを蛍光染料が繊
    維のルーメン内に入り込むように混合する段階と、 蛍光染料が入り込んだ木質繊維を洗浄して前記ルーメン
    の外側に存在する余分な蛍光染料をほぼ除去する段階
    と、 蛍光染料をほぼ前記ルーメン内に封入する段階と、 蛍光染料が入り込んだ木質繊維を乾燥する段階と、 洗浄後のルーメンを有する木質繊維を製紙パルプ供給物
    内にその全供給物のＺ2の濃度で導入する段階とを有
    し、 であり、Ｚ1＝ 供給物中におけるルーメンを有する繊維
    の0.454 kg/977.2 kg(lbs/ton)での繊維量、であり、洗
    浄後のルーメンを有する木質繊維は少なくとも１０億分
    の１から２５％までの間の濃度で導入されるものであ
    り、 さらに、ルーメンを有する供給物を偽造防止紙に形成す
    る段階を有し、 ルーメンを有する繊維内の蛍光染料を放射線源を用いて
    検出可能である、 方法。
  2. 【請求項２】 前記溶剤がメタノールを含む請求項１の
    方法。
  3. 【請求項３】 前記木質繊維は固形分が３０％未満まで
    脱水される請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 前記蛍光染料は光学的に活性な染料を含
    んでいる請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前記放射光源は赤外線光を含んでいる請
    求項１の方法。
  6. 【請求項６】 前記放射光源は紫外線光を含んでいる請
    求項１の方法。
  7. 【請求項７】 前記Ｚ1すなわちlbs/tonでの供給物中に
    おけるルーメンを有する繊維の量は、 によって推定され、 ここで、ｕ＝供給物中のルーメン含有繊維のppm濃度で
    あり、 また、Ｘ＝一つの繊維中の染料の量、 である請求項１の方法。
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