JP2011231151A - セキュリティインキ - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＶＤを小片化してインキや塗料の顔料とするセキュリティ方法において、今まで面積が小さい為に出来なかった、小片内への真贋判定に使用できる十分な情報の書き込みや機械読取可能なマークの書き込みを可能としたセキュリティインキの提供にある。
【解決手段】顔料を含むセキュリティインキにおいて、複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された第一界面部と複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長以上の中心間距離で非格子状に配置された第二界面部の二つの界面のいずれかをそれぞれ画線部と非画線部としたパターンを電子ビーム描画により形成して表面レリーフ構造とし、前記表面レリーフ構造を加熱転写成形した箔を小片化して顔料としたことを特徴とするセキュリティインキ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＢＰステッカー、紙幣、パスポート、商品券等の真贋の判定に用いられるセキュリティインキに関するものである。

ＢＰステッカー、紙幣、パスポート、商品券等、セキュリティを必要とする商品に光学変化デバイス（ＯＰＴＩＣＡＬ ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＤＥＶＩＣＥ：以下、「ＯＶＤ」と称する。）を用いることにより偽造防止機能を付与することが行われている。

またＯＶＤの一つである表面レリーフ型のホログラムに数字情報を入れアルミ箔にレリーフ画像を転写し、そのアルミ箔を小片化し顔料とした塗料により、車両等を塗装して、車両の密売や盗難を防止するための情報担持体として使用することが提案されている（特許文献１）。

しかしながら、前記提案には、視覚外観、耐環境性、加工時の損傷の問題があり、それを解決する為に、表面レリーフ型のホログラムでは無く、全反射層、誘電体層、部分反射性半透明層の３種を組み合わせた、視野角度依存性変化を有する多層膜箔に、レーザーを用いて記号情報を印字し顔料としたものをさらにインキ化、顔料化して、担持された基体の追跡を可能にする提案がなされている（特許文献２）。

しかしながら、前記提案では視野角度依存性変化を有する多層膜箔にレーザーを用いて追跡のための情報を印字されるため、目視で確認できる以上の情報を記載することは不可能であり、小片内に何らかの機械読取が可能となるマークを記載することも面積上の問題から不可能である。

ＯＶＤは虹色の光を分光する回折格子を利用した表示体及び、白色の光を呈する光散乱要素を利用した表示体では黒色の表現が不可能であったが、複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された第1界面部と複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長以上の中心間距離で非格子状に配置された第２界面部の、二つの界面を併用し、黒色表現を可能とし、光散乱と光吸収が混在するパターンが形成できることが既に開示されている（特許文献３）。

前記パターンは光散乱と光吸収のコントラストにより、機械読取が可能であり、バーコード、ＱＲコードを初めとする機械読取マークとしての使用が可能である。また複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された界面部と複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長以上の中心間距離で非格子状に配置された第２界面部の二つの界面は電子ビーム描画により形成される微細構造であるため、上記のパターンは印刷では再現できない非常に面積の小さいマークの作成も可能である（特許文献４）。

ＵＳＰ５７４４２３３ 特表２００２−５２２２６３号公報 特開２００９−１７５２２１号公報 特願２０１０−０３７７７３号公報

従来より顔料またはコーティング組成物内にアルミニウム小片を組み込むことが行なわれているが、顔料やコーティング組成物として組み込む為には使用するアルミニウムの小片の面積を小さくする必要があり、ＢＰステッカー、紙幣、パスポート、商品券等の真贋判定や密売や盗難を防止するための情報担持体として使用する場合でも、目視で確認できる以上の情報を記載することが不可能であり、アルミニウム小片上に何らかの機械読取が可能となるマークを記載することも面積上の問題から不可能であった。

本発明が解決しようとする課題としては、ＯＶＤを小片化してインキや塗料の顔料とするセキュリティ方法において、今まで面積が小さい為に出来なかった、小片内への真贋判定に使用できる十分な情報の書き込みや機械読取可能なマークの書き込みを可能としたセキュリティインキの提供にある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、顔料または染料を含むセキュリティインキであって、さらにセキュリティ小片を含み、セキュリティ小片が、複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された光回折構造からなる第一界面部と複数の凸部又は凹部が配置された光散乱構造からなる第二界面部を含むレリーフ構造と、該レリーフ構造に隣接する反射層を有する光学素子からなることを特徴とするセキュリティインキである。

また、請求項２に記載の発明は、前記セキュリティ小片が１質量％〜１０質量％添加された事を特徴とする請求項１に記載のセキュリティインキである。

また、請求項３に記載の発明は、前記セキュリティ小片の大きさが１〜１０００μｍ、厚みが２〜５μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のセキュリティインキである。

また、請求項４に記載の発明は、前記第一界面部及び第二界面部により機械読取可能なパターンが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセキュリティインキである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のセキュリティインキを印刷した印刷物である。

本発明によれば、真贋判定に使用できるセキュリティ小片を含むインキとすることができるため、インキにセキュリティ性を付与することができる。

本発明のセキュリティインキの実施形態の一例を説明する概念図である。 本発明の電子ビーム描画により形成された表面レリーフ構造の第一界面部として採用可能な複数の凸部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された状態の一例を示す概念図 本発明の電子ビーム描画により形成された表面レリーフ構造の第二界面部として採用可能な複数の凸部が可視光の最短波長以上の中心間距離で非格子状に配置された状態の一例を示す概念図 本発明の第一界面部に照射された光の一次回折光が反射される様子を示した概念図 本発明の第二界面部に照射された光の一次回折光が反射される様子を示した概念図 本発明の表面レリーフ構造が転写された箔を小片化した顔料の断面を示す概念図

本発明のセキュリティインキは、顔料または染料、セキュリティ小片を含むことを特徴とする。

セキュリティ小片は、複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された光回折構造からなる第一界面部と複数の凸部又は凹部が配置された光散乱構造からなる第二界面部を含むレリーフ構造と、該レリーフ構造に隣接する反射層を有する光学素子からなる。

前述の第一界面部と第二界面部は視認したときにコントラスト差によりパターン状に認識でき、本発明ではセキュリティ小片の第一界面部と第二界面部により微細なパターンを形成することができるため、インクにセキュリティ性を付与することができる。また、微細なパターンとして、文字、記号などを用いても良いし、ＱＲコード、バーコード等の機械読取可能な情報パターンを用いても良い。

前述の光学素子は、例えば、第一界面部及び第二界面部を含むレリーフ構造に対応する凹凸構造を有する版を作成し、この版を用いて第一界面部及び第二界面部を含むレリーフ構造を形成し、反射層を形成することで得ることができる。

例えばレジスト材料が塗布された基材上に、複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された光回折構造からなる第一界面部と複数の凸部又は凹部が配置された光散乱構造からなる第二界面部からなるパターンを、真空中で電子線（ＥＢ）を用いて描画し、現像により第一界面と第二界面部を含むレリーフ構造を形成し、その上にスパッタリング法又は蒸着法により銀の薄膜層を設け、更に銀を導電層としてニッケルをめっきしてプレス転写用の版を作製することができる。

電子ビームによる描画は、レーザー光を用いた描画と比較して非常に小さいパターンを描画でき、面積当たりの情報量を高める事ができる。

なお、ここではまず最初に版を作成してその版を用いて熱可塑性樹脂に転写形成する方法で説明したがこれに限るものではなく、直接レリーフ構造を形成する樹脂に電子ビームを用いパターンを描画、現像してレリーフ構造を形成してもよい。

第一界面と第二界面により形成されるパターンは、特に限定するものではなく、上述するように、文字、記号、ＱＲコード、バーコード等のパターンとすることができる。また、電子ビームによる描画を用いることで、通常の印刷では形成できない、線幅１０〜１００μｍ程度の微細部分を含むようなパターンとすることができる。

フィルム基材上に剥離層を設け、レリーフ構造を形成するための材料として熱可塑性樹脂を塗布する。次に、熱可塑性樹脂に前述のプレス転写用の版を熱プレスする事により、第一界面部及び第二界面部を含むレリーフ構造を熱可塑性樹脂上に転写成形する。この表面に金反射層３を薄膜形成し、必要に応じて保護層４を塗布した後に、基材から剥離して粉砕して小片化して顔料を得ることができる。

なお、剥離層を形成せず、基材ごと粉砕してもよい。

図６は表面レリーフ構造が転写された箔を小片化した顔料の断面を示したものである。

剥離保護層１上に熱可塑性樹脂が塗工されており、第一界面部及び第二界面部を含むレリーフ構造が熱可塑性樹脂に転写成形されている。この時表面の凸凹部は凹凸部へと反転する。

熱プレス後表面にアルミを真空抵抗加熱蒸着にて反射層３を形成し、さらに保護層４を積層する。この時反射層３は熱プレスの前に形成しても良い。前記小片化して顔料を樹脂成分、添加剤、溶剤と混練してインキ化できる。

レリーフ構造２は、基材上に形成されている。レリーフ構造は、複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された光回折構造からなる第一界面部と複数の凸部又は凹部が配置された光散乱構造からなる第二界面部を有する。

レリーフ構造２は、光透過性を有していてもよく、有していなくてもよい。また、レリーフ構造２は、透明であってもよく、不透明であってもよい。

レリーフ構造２は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。レリーフ構造２の材料としては、例えば、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を使用することができる。この場合、レリーフ構造２は、例えば、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を含んだ塗膜を基材上に形成し、この塗膜に原版を押し当てながら樹脂を硬化させることにより得られる。なお、原版へのレリーフ構造の形成に電子ビーム描画を利用すると、印刷では不可能な細かなパターンを形成することができる。

レリーフ構造形成層１２上には、反射層１３が形成されている。反射層１３の前面には、レリーフ構造形成層１２の前面に設けられたのと同様のレリーフ構造が設けられている。このレリーフ構造については、後で詳しく説明する。

反射層３としては、例えば、アルミニウム、銀、金、及びそれらの合金などの金属材料からなる金属層を使用することができる。あるいは、反射層３として、保護層４とは屈折率が異なる誘電体層を使用してもよい。あるいは、反射層３として、隣り合うもの同士の屈折率が異なる誘電体層の積層体、すなわち、誘電体多層膜を使用してもよい。但し、誘電体多層膜が含む誘電体層のうち保護層４と接触しているものの屈折率は、保護層４の屈折率とは異なっている必要がある。反射層３は、例えば、真空蒸着法及びスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。

保護層４は、反射層３の前面を被覆している。保護層４は、光透過性を有しており、典型的には透明である。保護層４は、反射層３を損傷から保護する。また、保護層１４は、例えば、前面が滑らかであるか又は反射層１３に設けられているものとは異なるレリーフ構造が前面に設けられている場合には、反射層１３の前面に設けられたレリーフ構造の偽造を目的とした複製を困難とし得る。

保護層１４は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。保護層１４の材料としては、例えば、透明樹脂を使用することができる。保護層１４は省略することができる。

図１はキュリティインキの実施形態の一例を説明する概念図であり、目視的にはＯＶＤ機能を持つセキュリティインキ印刷部として観察されるが、ビュアー等でセキュリティインキ印刷部の拡大画像８を見るとレリーフ構造の第一、第二界面部からなるＱＲコード９が観察され、この画像は機械読み取りができる。

図２は第一界面部５として採用可能な複数の凸部を示しており、この第一界面部に光照射される。図４は第一界面部５に照射された光の一次回折光が反射される様子を示した概念図である。表面レリーフ構造の格子定数が可視光の最短波長未満である場合、つまり４００ｎｍ未満である第一界面部５に対して斜めの方向から照射光ＩＬを照射すると、図４に示すように負の角度範囲内の照射角βで１次回折光ＤＬを照射する。

例えば、角度αが８０°であり、格子定数が３００ｎｍである場合を考えると、第一界面５は、波長λが５５０ｎｍの1次回折光ＤＬを約−２５°の射出角βで射出できる。

一般に、物品を観察する場合、特には光反射能及び光散乱能が小さい光吸収性の物品を観察する場合、正反射光を知覚できる様に物品と光源とを観察者の目に対して相対的に位置あわせする。そのため、図５の場合は１次回折光が撮像管１０に入射する。一方図４の場合では１次回折光が撮像管に到達しないため、黒色として判断されるため黒白のパターンとしてビュアーに映し出され、機械読み取りできることになる。

第一界面部５を構成する凸部又は凹部は、順テーパ形状を有している。すなわち、第一界面部５は、背面側から前面側へと先細りしている。ここでは、第一界面部５は先端が丸まった円錐形状を有しているが、第一界面部５は他の形状を有していてもよい。例えば、第二界面部６は、先端が尖った円錐形状を有していてもよく、先端が尖った又は丸まった角錐形状を有していてもよい。あるいは、第一界面部５は、径が異なる複数の柱状体を、背面側から前面側に向けて径が小さくなるように積み重ねることによって得られる構造と同様の形状を有していてもよい。

第一界面部５を構成する凸部又は凹部のピッチは可視光の最短波長未満、すなわち４００ｎｍ未満とする。

図３は第二界面部６として採用可能な複数の凸部を示しており、この第一界面部に光照射される。図５は第二界面部６に照射された光の一次回折光が反射される様子を示した概念図である。表面レリーフ構造の格子定数が可視光の最短波長より大きいので、第二界面部６に対して斜め方向から照射光ＩＬを照射すると図５に示すように正の角度範囲内の射出角βで１次回折光ＤＬを照射する。

よってパターン認識のための撮像管１０に対しては第一界面部５に照射される光の回折光は入射せず、第二界面部６に照射された光のみが入射する。

そのため、第二界面部からの光は白色の散乱光として判断され、第一界面部は先の照明光を照射したときに反射光を出射しないか第二界面部からの散乱光より低い強度となるため上述したように、黒色または暗色と判断され、第一界面部５と第二界面部６のコントラスト差によって文字や記号などを形成することができ、また機械読取可能なＱＲコード、バーコード等を形成することができる。

第二界面部６を構成する凸部又は凹部は、順テーパ形状を有している。すなわち、第二界面部６は、背面側から前面側へと先細りしている。ここでは、第二界面部６は先端が丸まった円錐形状を有しているが、第二界面部６は他の形状を有していてもよい。例えば、第二界面部６は、先端が尖った円錐形状を有していてもよく、先端が尖った又は丸まった角錐形状を有していてもよい。あるいは、第二界面部６は、径が異なる複数の柱状体を、背面側から前面側に向けて径が小さくなるように積み重ねることによって得られる構造と同様の形状を有していてもよい。また、第二界面部６は、順テーパ形状を有していなくてもよい。例えば、第二界面部６は、円柱形状又は角柱形状を有していてもよい。

第二界面部６を構成する凸部又は凹部は光を散乱するような構造であればどのようなピッチ、配列であってもよい。

これら第二界面部６は、寸法及び／又は形状が均一であってもよく、不均一であってもよい。また、島状の第二界面部６を二次元的に配列させも、筋状の第二界面部６を一次元的に配列させてもよい。

図２に示す構造では、第一界面部５をＸ方向とＹ方向とに配列させている。第一界面部５は、Ｘ方向及びＹ方向と交差する方向に配列していてもよい。例えば、図３に示す構造では、第一界面部５は正方格子状に配列しているが、第一界面部５は三角格子状に配列していてもよい。

ここでは、一例として、第一界面部５は、Ｘ方向とＹ方向とに規則的に配列し、正方格子を形成していることとする。また、ここでは、第一界面部５は、寸法及び／又は形状が互いに等しいこととする。

セキュリティ小片の大きさは１０〜１０００μｍ好ましくは１０〜５００μｍ程度である。このとき１０μｍ以下とするとパターン認識が困難であり、１０００μｍ以上だと色味に影響を与える。その印刷物を拡大することで、インキ内のアルミニウム小片が確認でき、さらに小片内に第一界面と第二界面からなるパターンが確認できる。

本発明のセキュリティインキは顔料または染料、バインダー樹脂成分、溶剤、必要に応じて添加剤を含む。

顔料としては特に限定するものではなく、用途や目的とする色味に応じて適宜設定できる。染料も同様に用途や目的とする色味に応じて適宜設定できる。

バインダー樹脂成分及び溶剤は、顔料または染料との相性や用いる印刷手法に応じて適宜設定できる。

添加剤は、公知のものを必要に応じて添加してもよい。

セキュリティインキに加えるセキュリティ小片はインキの総重量の１％以上であることが望ましい。このＱＲコードには例えば暗号情報などを記載すれば、ＯＶＤとしての機能を保持しつつ真贋判定要素を追加することが可能になる。また、ＱＲコードに製造情報などを記載すれば、ＯＶＤとしての機能を保持しつつトレーサビリティーシステムとして活用することができる。

セキュリティインキは紙等の被印刷物に印刷することができる。

印刷方法としてはグラビア印刷法、オフセット印刷法など公知の手法を用いることができる。

複数の凹部が２００ｎｍの中心間距離で配置された第一界面部と複数の凹部が５５０ｎｍの中心間距離で非格子状に配置された第二界面部からなり、第一界面の線幅が１０μ×１０μの画素と第二界面部の線幅が１０μ×１０μの画素からなる１１画素×１１画素から成るマイクロＱＲコードパターンを、真空中でＥＢを用いＥＢレジストが塗布された乾板上に描画した。現像により第一界面と第二界面部からなる表面に凸凹部を持つマイクロＱＲコードパターンを得た。マイクロＱＲコードパターンの大きさは１１０μｍ角の大き
さである。

前記した方法にてプレス転写用の版を作製し、更に第一界面と第二界面部からなる表面に凸凹部を持つ剥離層、熱可塑性樹脂層、金属反射層、保護層からなる箔を得、更に粉砕、インキ化し、媒体に印刷した。顔料の大きさは１μｍ〜１０００μｍであり、１１０μｍ角のマイクロＱＲコードパターンの印字は欠けてしまっているものもある。

しかしながら印刷された媒体を拡大して観察すると、ＱＲコードは印字された薄片を見つけることが出来、一部パターンが欠けたもののあったが、図１に示す様に、第一界面は黒色として確認出来、第二界面は反射光として認識でき、マイクロビュアーに投影された１１画素×１１画素から成るマイクロＱＲコードパターンは機械読み取り可能であった。

１・・・剥離保護層
２・・・表面レリーフ構造
３・・・反射層
４・・・保護層
５・・・第一界面部
６・・・第二界面部
７・・・セキュリティインキ印刷部
８・・・セキュリティインキ印刷部の拡大画像
９・・・表面レリーフ構造の第一、第二界面部からなるＱＲコード
１０・・・撮像管
ＩＬ・・・照射光
ＲＬ・・・正反射光又は０次回折光
ＤＬ・・・１次回折光
ＮＬ・・・第一界面部及び第二界面部の法線

Claims (5)

1. 顔料または染料を含むセキュリティインキであって、
   さらにセキュリティ小片を含み、
   セキュリティ小片が、複数の凸部又は凹部が可視光の最短波長未満の中心間距離で配置された光回折構造からなる第一界面部と複数の凸部又は凹部が配置された光散乱構造からなる第二界面部を含むレリーフ構造と、該レリーフ構造に隣接する反射層を有する光学素子からなることを特徴とするセキュリティインキ。
2. 前記セキュリティ小片が１質量％〜１０質量％添加された事を特徴とする請求項１に記載のセキュリティインキ。
3. 前記セキュリティ小片の大きさが１〜１０００μｍ、厚みが２〜５μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のセキュリティインキ。
4. 前記第一界面部及び第二界面部により機械読取可能なパターンが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のセキュリティインキ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のセキュリティインキを印刷した印刷物。