KR100574411B1

KR100574411B1 - 다중발광성 은사 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100574411B1
Application number: KR1020040107137A
Authority: KR
Inventors: 김홍조; 최근국; 이성현; 최일훈; 신우진
Original assignee: 한국조폐공사
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-04-27

Abstract

본 발명은 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착되어 있는 기기에 의하여서만 위ㆍ변조 식별이 가능한 다중발광성 은사 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하고 입자경이 3㎛ 이하인 무기안료, 및 가시광원에 여기되어 적외선광을 발광하고 입자경이 3㎛ 이하인 무기안료와, 합성수지를 주성분으로 하여 적외선 광원 및 가시광원 하에서 식별가능한 다중발광성 은사를 제공한다. 또한, 본 발명은 안료를 분급하는 단계, 마스터칩 제조 단계 및 복합방사 단계를 포함하는, 본 발명의 다중발광성 은사 제조방법을 제공한다. 이렇게 제조된 은사는 염착 방법으로 제조된 은사에 비하여 내구성 등이 월등히 우수하고, 염착 방법 또는 방사(紡絲 : Spinning )공정으로 제조한 단일 기능의 가시은사, 형광은사, 축광은사 등 보다는 위·변조 기능이 매우 강화되어, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착된 기기에 의하여서만 위·변조 식별이 가능한 다중발광성 은사로서 각종 보안용지에 활용될 수 있을 것이다.

은사, 위·변조방지, 복합방사, 적외선 레이저, 가시광원, 다중발광

Description

다중발광성 은사 및 이의 제조방법{PIGMENTED FIBER RADIATING MULTIPLE TYPES OF LIGHT AND THE PREPARATION THEREOF}

도 1은, 종전에 개발된 은사로서 육안으로 관찰할 수 있는 가시 색사(a), 태양광원에 여기되어 가시 광을 발광하는 축광 은사(b) 및 자외선 광원에 여기되어 가시광을 발광하는 형광 은사(c)의 발광 특성을 나타내는 도면이다.

도 2는, 본 발명에 따라 개발된 은사로서 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광원을 발광하고 또한 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 다중발광성 은사의 발광 특성을 나타내는 도면이다.

본 발명은 한 은사에서 2 가지 기능성을 나타낼 수 있고, 은사의 내구성이 아주 강하고, 은사의 물성 및 기능성이 양호하고, 은사의 위·변조가 매우 어렵고, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착되어 있는 기기에 의하여서만 은사를 감지할 수 있는 다중발광성 은사 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서,

다중발광성 은사는 복합 방사 공정으로 제조되어 염착 방법으로 제조된 은사에 비하여 내구성 등이 우수하고, 또한 은사 제조 시 사용된 안료의 입경을 작게 하기 위한 방법으로서 분급 공정을 활용함으로써 은사의 물성 저하 방지는 물론 안료의 분쇄 공정 시 발생하는 은사의 기능성 저하도 방지할 수 있었고, 게다가 다중발광성 은사는 복합 방사 공정으로 제조되어, 한 은사에 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하고 또한 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 2 가지 기능성을 부과할 수 있어, 염착방법 또는 방사방법으로 제조된 단일 기능의 은사(가시은사, 형광은사, 축광은사 등) 보다는 위·변조 기능이 강화되어, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착된 기기에 의해서 위·변조 식별이 보다 신뢰성 있고 안정적으로 구현할 수 있는 다중발광성 은사 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

현재 은행권 등에 적용되어 있는 은사는 일반인들이 육안으로 진위를 식별할 수 있는 육안 식별용 가시은사, 일정시간 동안 태양광 또는 인공광하에 둔 후 어두운 곳에서 발광 특성을 나타내는 축광 은사, 자외선 광원에 여기되어 가시광을 발광하는 형광 은사는 이미 시중에 널리 알려진 기술이고 또한 여기에 사용된 안료 등도 시중에서 손쉽게 구할 수 있어 위·변조가 용이하다는 문제점 등이 있다. 또한 일반적인 은사의 제조방법, 예를 들면 일본 특개평 2-293500 및 한국 등록특허공보 등록번호 10-0407251은 합성수지 섬유에 일반 염료, 형광안료 등을 부착 또는 염착시킴으로써 제조하는 방법들로서 이렇게 제조된 은사는 종이 제조시 종이 원료와 혼합하여 사용할 경우, 교반기의 날개 또는 기계적인 충격이나 약품과의 접촉에 의하여 염료 또는 안료의 부착력이나 내구성이 떨어지는 문제점 등이 있었다.

또한 한국 등록특허공보 등록번호 10-0346056 및 등록번호 10-0346058 에서는 은사에서의 염료나 안료의 부착력이나 내구성이 떨어지는 문제점들을 해결하는 방사 방법을 제시하였으나, 이 또한 방사 방법은 은사에 단 한가지의 위·변조방지 기능성만 부과할 수 있어, 은사의 위·변조를 방지하는데는 한계점이 있었고, 또한 은사의 물성 저하를 방지하기 위하여 염료나 안료를 분쇄하는 방법을 사용함으로써 은사의 물성 저하는 방지할 수 있었으나 염료 및 안료를 분쇄함으로써 염료 및 안료의 기능성이 저하되어 은사의 기능성이 저하되는 문제점들이 있었다.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 계속 연구를 진행하던 중

은사의 물성저하를 방지하기 위하여 은사에 첨가되는 안료의 입자경이 3㎛ 이하가 되도록 분급기에서 첨가되는 안료를 분급 함으로써 은사의 물성저하 및 기능성 저하를 방지하였으며,

또한 복합 방사 방식으로 은사를 제조함으로써 종이 제조시 종이 원료와 혼합하여 사용할 경우, 교반기의 날개 또는 기계적인 충격이나 약품과의 접촉에 의하여 염료 또는 안료의 부착력이나 내구성이 떨어지는 문제점을 해결하였으며,

또한 방사 방식이 아닌 복합 방사 방식으로 은사를 제조함으로써, 한 은사에 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하고 또한 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 2 가지 기능성을 부과할 수 있어, 일반인 또는 전문적인 기술을 소지한 사람들에 의한 은사의 위·변조를 방지하고, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착된 기기에서 위·변조식별을 보다 안정적이고 신뢰성 있게 수행할 수 있음을 알아내어 본 발명을 완성하였다.

이와 같이, 본 발명의 목적은 한 은사에서 2 가지 기능성을 나타낼 수 있고, 은사의 내구성이 아주 강하고, 은사의 물성 및 기능성이 양호하고, 은사의 위·변조가 매우 어렵고, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착되어 있는 기기에 의하여서만 은사를 감지할 수 있는 다중발광성 은사 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

제1 양태로, 본 발명은 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하고 입자경이 3㎛ 이하인 무기안료, 및 가시광원에 여기되어 적외선광을 발광하고 입자경이 3㎛ 이하인 무기안료와, 합성수지를 함유하는 적외선 광원 및 가시광원 하에서 식별가능한 다중발광성 은사를 제공한다.

이러한 양태의 바람직한 구체예에서, 본 발명의 다중발광성 은사의 제조에 원료로 사용되는 합성수지는 섬유분야에서 사용되는 통상의 합성수지일 수 있으며 그의 구체적인 예로서는 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 등이 있다.

본 발명에서 사용된, 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하는 안료는 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 549∼555nm 파장 범위의 그린(Green) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 또는 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 660nm 파장 범위의 레드(Red) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 또는 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 480nm 파장 범위의 블루(Blue) 색의 가시광을 발광하는 무기안료를 사용할 수 있고, 또한 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 안료는 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 884nm의 적외선 광을 발광하는 무기안료, 또는 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 900nm의 적외선 광을 발광하는 무기안료를 사용할 수 있다.

본 발명에 사용된 무기안료 입자경의 크기가 3㎛ 이상일 경우 은사의 물성이 저하되고, 무기안료의 입자경의 크기를 3㎛ 이하로 하기 위하여 분쇄기를 사용하여 무기안료를 분쇄할 경우 은사의 기능성이 저하되는 문제점 등이 있어, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 무기안료를 분쇄하지 않고 무기안료의 입자경의 크기를 3㎛ 이하로 하기 위하여 분쇄방법이 아닌 분급 방법으로 입자경의 크기가 3㎛이하인 무기안료만을 사용하는 것을 특징으로 한다.

예를 들어, 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하는 무기안료에는 LUMILUX Green UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), LUMILUX Green UC-2(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), LUMILUX Green UC-3(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), LUMILUX Red UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 및 LUMILUX Blue UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)이 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다.

또한, 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 무기안료에는 LUMILUX IR CD 169(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), LUMILUX IR CD 170(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 및 LUMILUX IR CD 142(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)가 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다.

다른 양태로서, 본 발명은 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하고 입자경이 3㎛ 이하인 무기안료, 및 가시광원에 여기되어 적외선광을 발광하고 입자경이 3㎛ 이하인 무기안료와, 합성수지를 함유하는 적외선 광원 및 가시광원 하에서 식별가능한 다중발광성 은사의 제조방법으로서,

i) 기재 성분인 합성수지의 마스터칩을 제조하는 단계;

ii) 가시광 발광성 무기안료를 입자경이 3㎛ 이하인 안료만을 얻기 위해 분급방식으로 분급하고 합성수지와 혼합하여 제1 발광체 마스터 칩을 제조하는 단계;

iii) 적외선광 발광성 무기안료를 입자경이 3㎛ 이하인 안료만을 얻기 위해 분급 방식으로 분급하고 합성수지와 혼합하여 제2 발광체 마스터 칩을 제조하는 단계;

iv) 상기 단계 i)의 마스터칩과 단계 ii)의 마스터칩을 혼합하여 제1 혼합물을 수득하는 단계;

v) 상기 단계 i)의 마스터칩과 단계 iii)의 마스터칩을 혼합하여 제2 혼합물을 수득하는 단계; 및

vi) 상기 제1 혼합물과 제2 혼합물을 고온용융 복합방사 방식으로 방사하여, 상이한 광원하에서 각각 발광성을 나타내는 은사를 수득하는 단계를 포함하는 것이 특징인 다중발광성 은사 제조방법을 제공한다.

이러한 제조방법에 있어서 사용된 무기안료에는, 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 549∼555 nm 파장 범위의 그린(Green) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Green UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 LUMILUX Green UC-2(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 LUMILUX Green UC-3(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 660 nm 파장 범위의 레드(Red) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Red UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 480 nm 파장 범위의 블루(Blue) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Blue UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조); 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 884nm 파장 범위의 적외선 광을 발광하는 무기안료 LUMILUX IR CD 169(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 LUMILUX IR CD 170(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조); 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 900nm 파장 범위의 적외선 광을 발광하는 무기안료 LUMILUX IR CD 142(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)가 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다.

이와 같이 본 발명에서 사용하는 안료는 무기안료인 관계로 안료 입자경의 크기가 3㎛ 이상인 안료가 혼재하여 있어 이를 그대로 은사 제조 시 안료로 사용할 경우 입자경의 크기가 3㎛ 이상인 무기안료가 은사의 물성을 저하시키는 현상이 발생되었다. 또한 입자경의 크기가 3㎛ 이상인 무기안료의 크기를 3㎛ 이하로 하기 위하여 분쇄기를 사용 분쇄할 경우 은사의 기능성이 저하되는 문제점 등이 발생되어, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 은사 제조 시 사용된 상기의 무기안료를 분쇄하지 않고 무기안료의 입자경의 크기를 3㎛ 이하로 하기 위하여 분쇄방법이 아닌 분급(分級 : Classification) 방법으로 3㎛ 이하의 무기안료를 수득하였다.

분급(分級 : Classification)은 밀도가 같은 입자(분립체)를 입자경에 따라 2개 또는 그 이상의 입자군으로 나누는 조작을 말하며 입도분급이라고도 한다. 분급 방법은 사용하는 유체에 따라 건식 분급과 습식 분급으로 나누며, 건식 분급은 기체, 주로 공기를 사용하므로 풍력 분급이라고도 하고, 습식 분급은 액체, 주로 물을 사용하므로 수력 분급이라고도 한다. 본 공정에서 사용한 분극 방법은 건식 분급 방법으로서 중력 또는 원심력을 이용한 분급기(分級器 : Classifier)를 사용하였으며, 그 원리는 공기속에 분산시킨 입자에 방향이 다른 힘을 작용시켜, 입자의 이동거리에 따라 분급하거나, 또는 침강속도의 차를 이용하여 분급하는 것이며, 분급은 입자의 지름과 밀도의 함수로 작용하고, 입자에 작용하는 힘은 항력, 부력, 중력, 원심력, 관성력, 정전기력, 자력, 마찰력, 충돌력, 부착력 등이 있다. 분급기에서의 분급은 분급기의 반지름 방향의 안쪽으로 향한 공기속도와 바깥쪽으로 향하는 입자의 평형을 이루는 점이 평형점이고, 이보다 더 큰 입자는 굵은 입자로서 바깥쪽으로 이동하고, 작은 입자는 고운 입자로서 안쪽으로 들어가서 분급된다.

본 발명에서 제조한 마스터 칩은 나일론 수지(100 중량%)를 사용하여 제조한 나일론 수지 마스터 칩(Master Batch Chip), 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하는 제1 발광체 마스터 칩(Master Batch Chip) 및 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 제2 발광체 마스터 칩(Master Batch Chip)을 제작하였다. 이와 같이 복합방사 공정 이전에 마스터 칩(Master Batch Chip) 제조함으로써 은사의 물성 및 기능성을 향상시킬 수 있었다.

또한 은사로서 종이 제조 시, 종이 원료와 혼합하여 사용할 경우 교반기의 날개 또는 기계적인 충격이나 약품과의 접촉에 의하여 염료 또는 안료의 부착력이나 내구성이 떨어지는 문제점들을 해결하고, 게다가 은사에 980nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하고 또한 570∼650nm 범위의 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 2가지의 기능성을 부가하기 위하여 복합 방사 공정을 제공하였다.

방사(紡絲 :Spinning)공정은 중합된 수지 또는 마스터 칩을 건조, 용융, 섬유 구조물 형성, 냉각 공정을 통하여 섬유를 형성시키는 공정으로서, 다시 설명하면 합성수지(폴리머)나 마스터 칩을 용융하거나 용제에 용해하여 방사 원액을 만들고 이 방사 원액을 노즐을 통하여 압출 냉각하거나 용제를 제거함으로써 실(絲)의 형태를 갖추는 것을 말하며 일반적으로 방사 방법에는 용융 방사, 건식 방사, 습식 방사, 에멀전 방사 등이 있다.

본 발명에서 사용한 복합 방사(複合紡絲 : Conjugated Spinning) 방법은 일반적인 방사 방법과는 달리 합성 섬유의 최첨단 방사기술로서 성질이 다른 2종의 중합체가 바이메탈식으로 접착되어 모노필라멘트의 상태가 되도록 방사하는 방식이다. 즉, 방사노즐 한 구멍에 서로 다른 합성수지(고분자)를 압출시키는 기술로서, 한 실에서 서로 다른 합성수지(고분자)가 혼재해 있을 경우, 서로 다른 합성수지(고분자)끼리는 잘 섞이지 않는다는 성질을 이용하면 한 실을 여러 가닥으로 분리시킬 수가 있으므로 아주 가는 극세사를 만들 수 있다. 또한 서로 잘 섞이는 합성수지(고분자)끼리 한 방사노즐을 통하여 방사를 할 경우 한 실에서 서로 다른 두가지 성질의 특성을 갖는 실을 만들어 낼 수 있다.

본 발명에서는 서로 잘 섞이는 합성수지끼리 한 방사노즐을 통하여 방사를 함으로써 한 실에서 서로 다른 두 가지 성질의 특성을 갖는 실을 제조하여, 이를 3∼4 mm로 잘라서 다중발광성 은사를 제조한다. 여기에서 사용하는 합성수지는 서로 잘 섞여야만이, 한 은사에서 서로 다른 두 가지 특성을 나타내므로 본 발명에서 사용한 합성수지 마스터 칩, 제1 발광체 마스터 칩 및 제2 발광체 마스터 칩에 사용한 합성수지는 모두 같은 계열의 나일론 수지 또는 같은 계열의 폴리에스테르 수지 또는 서로 잘 섞이는 다른 계열의 수지 등을 사용할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 단, 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

실 시 예

제 1 공정

먼저, 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 549∼555 nm 파장 범위의 그린(Green) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Green UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)과 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 884nm 파장 범위의 적외선 광을 발광하는 무기안료 LUMILUX IR CD 169(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)를 각각 1㎏씩 사용하여 입자경의 크기가 3㎛ 이하가 되도록 분급하였다.

상기 무기안료 외에, 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 549∼555 nm 파장 범위의 그린(Green) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Green UC-2(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 LUMILUX Green UC-3(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 660 nm 파장 범위의 레드(Red) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Red UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 480 nm 파장 범위의 블루(Blue) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Blue UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)와 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 884nm 파장 범위의 적외선 광을 발광하는 무기안료 LUMILUX IR CD 169(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 LUMILUX IR CD 170(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), 및 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 900nm 파장 범위의 적외선 광을 발광하는 무기안료 LUMILUX IR CD 142(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 등(이에 국한되지 않음)도 동일한 방식으로 사용할 수 있다.

제 2 공정

은사의 물성 및 기능성을 향상시키기 위하여 은사의 제조방법인 복합 방사 공정 이전에 은사 제조원료로 마스터 칩(Master Batch Chip)을 제조하였다. 먼저 합성수지인 나일론 수지(100% 중량%) 10㎏를 사용하여 200∼250℃ 범위의 온도에서 나일론 수지 마스터 칩(Master Batch Chip)을 제작하였다.

그 다음, 나일론 수지 원료 3㎏에 제 1공정에서 분급한 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 549∼555 nm 파장 범위의 그린(Green) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Green UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 10 중량%인 0.333㎏을 첨가하여 균일 혼합하여 200∼250℃ 범위의 온도에서 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하는 제1 발광체 마스터 칩(Master Batch Chip)을 제작하였다.

상기 안료 대신에 LUMILUX Green UC-2(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 또는 LUMILUX Green UC-3(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조); 또는 제 1공정에서 분급한 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 660 nm 파장 범위의 레드(Red) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Red UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조); 또는 제 1공정에서 분급한 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 480 nm 파장 범위의 블루(Blue) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Blue UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)도 동일 방식으로 사용할 수 있다.

또한 나일론 수지 원료 3㎏에, 제 1공정에서 분급한 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 884nm 파장 범위의 적외선 광을 발광하는 무기안료 LUMILUX IR CD 169(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 10 중량%인 0.333㎏을 첨가하여 균일 혼합하여 200∼250℃ 범위의 온도에서 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 제2 발광체 마스터 칩(Master Batch Chip)을 제작하였다.

상기 안료 대신에 LUMILUX IR CD 170(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조); 또는 제 1공정에서 분급한 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 900nm의 적외선 광을 발광하는 무기안료 LUMILUX IR CD 142(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)도 동일 방식으로 사용할 수 있다.

제 3 공정

제 2 공정에서 제조한 나일론 수지(100% 중량%) 마스터 칩(Master Batch Chip) 5㎏을 복합 방사기의 제 1 원료 투입부에 투입하고, 여기에 제 2 공정에서 제조한 980 nm의 적외선 레이저 광원에 여기되어 549∼555 nm 파장 범위의 그린(Green) 색의 가시광을 발광하는 무기안료 LUMILUX Green UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)가 포함되어 있는 제 1 발광체 마스터 칩 3.333㎏을 투입하여 나일론 수지(100% 중량%) 마스터 칩과 균일 혼합하여 제1 혼합물을 제조하였다.

또한 제 2 공정에서 제조한 나일론 수지(100% 중량%) 마스터 칩(Master Batch Chip) 5㎏을 복합 방사기의 제 2 원료 투입부에 투입하고, 여기에 제 2 공정에서 제조한 570∼650 nm 범위의 가시광원에 여기되어 884nm 파장 범위의 적외선 광을 발광하는 무기안료 LUMILUX IR CD 169(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)가 포함되여 있는 제 2 발광체 마스터 칩 3.333㎏을 투입하여 나일론 수지(100% 중량%) 마스터 칩과 균일 혼합하여 제2 혼합물을 제조하였다.

이와 같이 제조한 제1 혼합물과 제2 혼합물을 260∼360℃ 범위의 온도에서 10∼30 데니아로 복합방사(複合紡絲 : Conjugated Spinning) 공정으로 복합방사 함으로써, 본 발명에 따른 다중발광성 은사를 수득하였다.

이러한 본 발명의 다중발광성 은사는 한 은사에서 2 가지 기능성을 나타낼 수 있고, 은사의 내구성이 아주 강하고, 은사의 물성 및 기능성이 양호하고, 은사의 위·변조가 매우 어렵고, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착되어 있는 기기에 의하여서만 감지할 수 있는 다중발광성 은사이다.

도 1의 종래의 은사는 일반인들이 육안으로 진위를 식별할 수 있는 육안 식별용 가시은사, 태양광 또는 인공광의 여기에 의하여 가시광을 발광하는 축광 은사, 자외선 광원에 여기되어 가시광을 발광하는 형광 은사는 이미 시중에 널리 알 려진 기술이고, 또한 여기에 사용된 안료 등도 시중에서 손쉽게 구할 수 있어 위·변조가 용이한 반면에, 상기 공정으로 본 발명에서 개발한 도 2의 다중발광성 은사는, 한 은사에 적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하고 또한 가시광원에 여기되어 적외선 광을 발광하는 2 가지 기능성을 부과할 수 있어, 일반인 또는 전문적인 기술을 소지한 사람들에 의하여서도 은사의 위·변조를 방지할 수 있고, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착된 기기에서도 위·변조식별을 보다 안정적이고 신뢰성 있게 수행할 수 있다.

또한 하기 표에서 보는 바와 같이 본 발명에서 개발한 다중발광성 은사는 종래의 염착방법 또는 방사방법으로 제조한 은사보다도 은사의 물성, 내구성 및 기능성 등이 매우 우수하였다.

[표]

구분	물성	내구성	기능성
염착 방법으로 제조한 은사	보통	불량	불량
방사 방법으로 제조한 은사	보통	양호	보통 (단일 기능)
본 발명 방법으로 제조한 은사	양호	아주 양호	양호 (2 가지 기능)

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 은사의 물성 및 기능성 저하를 방지하기 위하여 은사에 첨가되는 안료의 입자경이 3㎛ 이하가 되도록, 분쇄기가 아닌 분급기에서 첨가되는 안료를 분급 하고, 은사의 물성 및 기능성을 향상시키기 위하여 은사 제조 원료를 마스터 칩(Master Batch Chip)화 하고, 은사의 내구성 향상 및 한 은사에 2 가지 기능성을 부과하기 위하여 복합 방사 방식으로서 다중발광 성 은사를 제조함으로써, 은사의 물성, 내구성 및 기능성이 양호하고, 한 은사에 2 가지 기능성 부과할 수 있어 위·변조가 매우 어렵고, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착되어 있는 기기에 의하여서만 은사를 감지할 수 있어 다중발광성 은사를 유가증권 용지에 적용할 경우 유가증권의 위ㆍ변조를 용이하게 막을 수 있는 동시에, 이를 취급하는 기기에서 진위식별을 보다 정확하고 신뢰성 있게 수행할 수 있다는 이점이 있다.

Claims

적외선 레이저 광원에 여기되어 가시광을 발광하고 입자경이 3㎛ 이하인 무기안료, 및 가시광원에 여기되어 적외선광을 발광하고 입자경이 3㎛ 이하인 무기안료와, 합성수지를 함유하는, 적외선 광원 및 가시광원 하에서 식별가능한 다중발광성 은사.
제1항에 있어서, 상기 가시광을 발광하는 무기안료는 그린색의 가시광을 발광하는 무기안료, 레드색의 가시광을 발광하는 무기안료, 및 블루색의 가시광을 발광하는 무기안료로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 특징인 다중발광성 은사.
제1항에 있어서, 상기 적외선광을 발광하는 무기안료는 884nm 내지 900nm 사 이의 적외선 광을 발광하는 무기안료 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 특징인 다중발광성 은사.
제1항에 있어서, 합성수지가 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 폴리에스테르로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것이 특징인 다중발광성 은사.
제1항에 있어서, 적외선 레이저 광원이 980nm 파장의 적외선 광원인 것이 특징인 다중발광성 은사.
제1항에 있어서, 가시광원은 570 내지 650nm 범위의 파장을 갖는 가시광원인 것이 특징인 다중발광성 은사.
제2항에 있어서, 무기안료가 LUMILUX Green UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), LUMILUX Green UC-2(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), LUMILUX Green UC-3(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), LUMILUX Red UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 및 LUMILUX Blue UC-6(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 다중발광성 은사.
제3항에 있어서, 무기안료가 LUMILUX IR CD 169(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조), LUMILUX IR CD 170(상품명 : 독일 Honeywell 사 제조) 및 LUMILUX IR CD 142( 상품명 : 독일 Honeywell 사 제조)으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 다중발광성 은사.
제1항에 기재한 다중발광성 은사의 제조방법으로서,

i) 기재 성분인 합성수지의 마스터칩을 제조하는 단계;

ii) 가시광 발광성 무기안료를 입자경이 3㎛ 이하인 안료만을 얻기 위해 분급방식으로 분급하고 합성수지와 혼합하여 제1 발광체 마스터 칩을 제조하는 단계;

iii) 적외선광 발광성 무기안료를 입자경이 3㎛ 이하인 안료만을 얻기 위해 분급 방식으로 분급하고 합성수지와 혼합하여 제2 발광체 마스터 칩을 제조하는 단계;

iv) 상기 단계 i)의 마스터칩과 단계 ii)의 마스터칩을 혼합하여 제1 혼합물을 수득하는 단계;

v) 상기 단계 i)의 마스터칩과 단계 iii)의 마스터칩을 혼합하여 제2 혼합물을 수득하는 단계; 및

vi) 상기 제1 혼합물과 제2 혼합물을 고온용융 복합방사 방식으로 방사하여, 상이한 광원하에서 각각 발광성을 나타내는 은사를 수득하는 단계를 포함하는 것이 특징인 다중발광성 은사 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 가시광 발광성 무기안료는 그린색의 가시광을 발광하는 무기안료, 레드색의 가시광을 발광하는 무기안료, 및 블루색의 가시광을 발광하 는 무기안료로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 특징인 다중발광성 은사의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 적외선광 발광성 무기안료는 884nm 내지 900nm 사이의 적외선 광을 발광하는 무기안료 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 특징인 다중발광성 은사의 제조방법.
제9항에 있어서, 합성수지 마스터 칩, 제1 발광체 마스터 칩 및 제2 발광체 마스터 칩에 사용한 합성수지는 모두 같은 계열의 나일론 수지, 같은 계열의 폴리에스테르 수지 및 서로 잘 섞이는 다른 계열의 수지 중에서 선택되는 것이 특징인 다중발광성 은사의 제조방법.
제9항에 있어서, 합성수지가 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 폴리에스테르로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것이 특징인 다중발광성 은사의 제조방법.
제9항에 있어서, 가시광 발광성 무기안료가 합성수지의 중량을 기준으로 8 내지 10중량%의 양으로 사용되는 것이 특징인 다중발광성 은사의 제조방법.
제9항에 있어서, 적외선광 발광성 무기안료가 합성수지의 중량을 기준으로 8 내지 10중량%의 양으로 사용되는 것이 특징인 다중발광성 은사의 제조방법.
제9항에 있어서, 단계 i) 내지 단계 iii)에서 실시된 마스터칩 제조는 200 내지 250℃ 범위의 온도에서 수행되는 것이 특징인, 다중발광성 은사의 제조방법.
제9항에 있어서, 고온용융 복합방사가 260 내지 360℃ 범위의 온도에서 수행되는 것이 특징인, 다중발광성 은사의 제조방법.
제1항에 기재한 다중발광성 은사를 사용하여 제조한 위·변조 식별이 요구되는 용지.
제18항에 있어서, 용지가 유가증권용 용지인 것이 특징인 위·변조 식별이 요구되는 용지.
제18항에 있어서, 적외선 레이저 광원 및 가시광원이 장착되어 있는 기기에 의하여서만 감지할 수 있는 것이 특징인 위·변조 식별이 요구되는 용지.