KR100817375B1 - 요판 인쇄 공정에 의해 광가변 요소가 부가된 보안도큐먼트 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보안목적의 도큐먼트를 생성하기 위한 것으로서 보안성이 없는 일반적인 도큐먼트에 부가적인 미세 요철 형태의 회절광학 요소를 부여함으로서 위조방지 기능성을 높이기위한 장치와 방법에 관한 것으로서 특히 은행권이나 유가증권등의 요판 인쇄 공정에서 부가적인 회절광학 요소인 홀로그램의 효과를 부여하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 요판 인쇄 공정시 본 발명에서 고안한 회절광학적인 요소로 이루어진 종판을 제작하여 요판 인쇄 공정에서 부가의 보안 요소를 삽입하거나 본 발명에서 제시된 방식으로 보안요소를 삽입함으로서 부가적인 위조 방지 기능성을 부여하는 것이 가능하게 하여 본 발명을 통해 기존의 홀로그램 부착방식과는 차별화되는 경제적이면서도 편리한 방법으로 유가 증권이나 보안 도큐먼트의 위조방지 기능성을 부가하게 된다.

요판 인쇄, 홀로그램, 회절광학 요소,미세 광학요소,보안 도큐먼트, 복사 방해, 위조 방지.

Description

요판 인쇄 공정에 의해 광가변 요소가 부가된 보안 도큐먼트 및 이의 제조방법{Anticounterfeit documents having optical variable elements by intaglio printing process and method for producing the same}

도 1은 일반적인 홀로그램 생성 과정을 나타낸 개략도.

도 2는 홀로그램 표면의 일반적인 형상을 나타낸 개략도.

도 3은 홀로그램 스티커의 일반적인 적층 구조를 나타낸 개략도.

도 4는 홀로그램 스탬핑 포일의 일반적인 적층 구조를 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원판 제작 방법을 나타낸 개략도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원판 제작 방법을 나타낸 개략도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원판 제작 방법을 나타낸 개략도.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10: 물체 11: 레이저 광원

12: 물체파 13: 감광 재료

14: 거울 15: 참조파

본 발명은 요판 인쇄 공정에 의해 광가변 요소가 부가된 보안 도큐먼트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 요판 인쇄 공정에서 일반적으로 생성되는 도큐먼트의 일정 부위에 광학적으로 변화하여 기존의 인쇄 방식이나 컬러 복제시 위조가 불가능한 미세 광학 보안 요소를 갖는 보안 도큐먼트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근에는 복사나 위조를 방지하기 위한 방법으로 신용카드나, 인증서 또는 상품권 등에 홀로그램을 붙여서 보안 이미지를 형성함으로써 불법 행위를 방지하기 위한 방법이 이용되고 있다.

보통의 사진에서는 렌즈의 심도 안에 있는 물체의 각 부분을 집속하여 2차원 상을 저장하기 때문에, 사진에서는 물체를 입체적으로 인식하기 어렵다. 물체를 입체적으로 인식하기 위해서는 물체에서 나오는 빛의 진폭 뿐만 아니라 위상에 대한 정보를 기록하여야 하며, 기록된 것을 재생시킬 수 있어야 한다. 즉, 빛이 물체에 반사되어 나오는 빛에 의해 우리는 물체를 볼 수 있는 것이므로, 그 빛을 다시 만들 수 있다면 실제의 물체와 같은 상을 재현할 수 있다.

홀로그램은 이것을 실현한 것으로, 3차원의 영상으로 마치 물체가 실제로 있는 것처럼 재현해 낸다. 이때 물체에서 발생한 빛의 위상에 대한 정보를 간섭무늬 형태로 매체에 저장하는 기술을 홀로그래피라고 하며, 이를 재생하게 되면 물체에서 볼 때와 같이 깊이나 원근감이 있는 상을 보게 된다.

도 1은 일반적인 홀로그램 생성 원리를 나타낸 개략도로서, 도 1을 참조하면, 우선 물체(10)에 간섭성 광원인 레이저 광원(11)을 입사시켜 이로부터 반사 및 회절하는 빛, 즉, 물체파(12)를 감광 재료(13)에 입사시킨다. 그리고, 이와 동시에 레이저 광원(11)의 일부를 거울(14)을 통해서 상기 물체파(12)와 일정한 각도를 이루도록 하여 참조파(15)를 감광 재료(13)에 바로 입사시킨다. 여기서, 물체파(12)는 물체에 직접 부딪힌 후 반사 및 회절되어 서로 다른 위상을 가지고 재료에 부딪혀서 물체파(12)와 참조파(15)가 서로 간섭하여 감광재료 위에 미세한 간섭무늬를 남기게 된다. 상기 간섭무늬를 홀로그램이라고 하며, 홀로그램은 그 자체로는 대상의 물체를 닮지 않지만 물체에서 반사된 광선의 모든 위상과 세기에 대한 정보를 지닌다.

상기 홀로그램 기록과 반대로 기록된 영상을 재생하는 방법은, 홀로그램에 레이저 광선을 투과시키면 홀로그램 상의 미세한 간섭무늬들이 회절격자 역할을 하여 일부 광선을 회절시킴으로써 홀로그램을 생성한 광파의 원래 상태를 재현하게 되는바, 재현된 상은 원래 물체의 3차원적 특징들을 재현한 입체적 성질을 지니게 된다.

이러한 홀로그램의 원리를 이용하여 실상 재현 기술을 통해 백색광 재생 기술을 통해 보안 목적의 홀로그램 생성 방법이 미국특허 제4,421,380호에 “완전 컬러 홀로그램(Full color hologram)"이라는 명칭으로 소개되어 있으며, 미국특허 제4,415,225호에 "홀로그래픽 이미지의 제조방법(Methods of making holographic images)"라는 명칭으로 소개되어 있다.

또한 2차원 평면의 홀로그램 무늬가 간단히 싸인(sin)파 형태로 표현된다는 것에 착안하여 그 회절 무늬를 표현하는 다른 방법이 미국특허 제5,132,812호에 “ 회절격자 패턴들을 갖는 이미지 형성 방법(Method of manufacturing display having diffraction grating patterns)"이라는 명칭으로 개시된바 있다.

이러한 홀로그램은 표면에 요철이 형성되므로 엠보스드 홀로그램이라고도 불리운다. 도 2는 이러한 홀로그램 표면의 일반적인 형상을 표현하였다.

도 3은 종래의 홀로그램 스티커의 기본 구조를 나타낸 도면으로서 스티커 형태의 라벨 기능을 한다. 도 4는 홀로그램 핫 스탬핑 포일로서 피착재와 접착시 열과 압력을 주어 PET 필름(film)을 박리하게 된다. 종래의 경우 은행권이나 유가증권에 홀로그래픽 스탬핑 포일을 부착하기 위한 별도의 부착공정과 고온 및 고압 상태의 부착기를 통하여 열 접착하여 보안라벨을 형성하였다.

따라서, 기존의 방법은 홀로그램을 제작하기 위해 스탬퍼를 제작하는 원판제조 공정과 더불어 홀로그램 스탬핑 포일을 제조하는 제조 라인이 필요하며 이를 통해 만들어진 홀로그램 스탬핑 포일을 별도의 부착 제조 시설을 통하여 은행권이나 유가 증권 위에 부착함으로써 제작이 번거로워지며 시간과 경비가 크게 소요되는 단점이 있다. 또한 별도의 부착 시설의 경우 용지를 급지하며 일정한 부위에 부착을 하여야 하므로 설비가 복잡해지며 도큐먼트의 일정한 위치에 정합하여 부착하는 번거로움으로 인하여 부착 경비가 많이 발생하게 되어 은행권 제조의 비용이 올라가며 보안 관리의 문제점이 발생할 수 있다.

이에 본 발명에서는 대량의 홀로그램 스탬핑 포일을 생산하는 과정과 복잡하 고 번거롭게 부착하는 공정이 없이도 홀로그램, DOVID(Diffractive optical variable images device), 마이크로 렌즈 어레이, 재귀반사 프리즘 구조 또는 렌티큐러 렌즈의 형상 등의 미세 광학 요소를 은행권, 유가증권 등의 보안 도큐먼트에 부가하여 상술한 문제점을 해결할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 스탬핑 포일이 없는 상태에서도 요판 인쇄 공정을 거친 후에는 특정 부위에 미세 광학 요소가 부가된 보안 도큐먼트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 요판 인쇄 공정에서 보안 도큐먼트에 직접적으로 미세 광학 요소를 부가할 수 있는 장치에 의해 광가변 요소가 부가된 보안 도큐먼트를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 요판 인쇄 공정에 의해 광가변 요소가 부가된 보안 도큐먼트는 요판 인쇄 공정에 의해 제조되는 보안 도큐먼트에 있어서, 상기 도큐먼트의 적어도 한 부분에 인쇄된 수상층 상에 미세 광학 요소가 도입된 것으로 구성된다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 요판 인쇄 공정에 의해 보안 도큐먼트를 제조방법은 상기 도큐먼트의 적어도 한 부분에 수상층을 인쇄하는 단계; 미세 요철 구조가 삽입된 요판 인쇄용 원판을 제공하는 단계; 및 상기 요판 인쇄용 원판으로 상기 수상층 상에 미세 광학 요소를 도입시키는 단계;를 포함한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 은행권이나 유가증권 등의 보안 도큐먼트에 요판 인쇄 공정을 통하여 도드라지는 인쇄를 한다는 점에 착안하여 이 요판 인쇄 공정시 상기 보안 도큐먼트에 홀로그램, DOVID, 마이크로 렌즈 어레이, 재귀반사 프리즘 구조 또는 렌티큐러 렌즈의 형상 등의 미세 광학 요소를 부가시켰다.

본 발명에 따르면, 상기 보안 도큐먼트에 미세 광학 요소의 미세 표면 요철(Micro surface relief pattern)의 형성이 가능하도록 특별히 고안된 요판 인쇄용 종판을 고안하여 미세 광학 요소를 종판의 특정 부위에 삽입하도록 하여 요판 인쇄 공정시 자동적으로 도큐먼트의 특정 부위에 선택적으로 상기 미세 광학 요소의 형상이 삽입되도록 하였다.

즉, 요판 인쇄용 원판의 특정 부위에 광학적으로 변화하는 홀로그램이나 표면 요철 형상을 가지는 요소를 삽입한 후 요판 인쇄기에 장착한 후 요판 인쇄를 함으로서 요판 인쇄와 동시에 광학적으로 변화하는 요소를 생성하도록 하였다.

이때 상기 미세 광학 요소의 형상이 부가된 부위는 그라비아 인쇄 또는 실크스크린 인쇄된 수상층(Acceptable functional layer)으로 먼저 코팅된다. 상기 수상층은 아크릴수지, 멜라민수지, 우레탄수지 등과 같은 수지(resin)이며, 알루미늄, 구리, 황화아연과 같은 금속층을 박막 코팅할 수 있다. 상기 수상층이 수지인 경우는 그라비아 인쇄 또는 실크스크린 인쇄 등으로 보안 도큐먼트에 코팅되며, 상기 수지층이 금속인 경우는 진공증착 코팅, 스탬핑 포일 부착 등으로 보안 도큐먼트에 부착될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 미세 광학 요소는 홀로그램, DOVID 등의 미세 회절 광학 요소와 마이크로 렌즈 어레이, 재귀반사 프리즘 구조 또는 렌티큐러 렌즈의 형상 등의 미세 굴절 요소로 구분된다. 이러한 미세 광학 요소는 보안 도큐먼트에 1종 이상이 도입될 수 있다.

한편, 요판 인쇄용 종판의 제작 과정을 살펴보면, 일반적으로 요판 인쇄용 원판의 제작을 위하여는 조각 칼 등을 이용하여 강판, 동판, 황동판, 아연판 등의 판재에 윤곽 인쇄를 하고 싶은 부위를 선택적으로 파내는 1차 원판의 제작 공정이 있으며, 이렇게 제작된 1차 원판을 고분자 재질의 기판에 고온과 고압을 가하여 전이시킴으로서 1차 복제 플라스틱판을 제조한다. 이 1차 복제 플라스틱판을 여러 개 제작한 후 이것을 연결시켜 붙임으로서 요판 인쇄기의 원판과 같은 크기의 다면 소부된 플라스틱 원판을 얻을 수 있으며 이를 다시 니켈 금속 도금을 하여 요판 인쇄용 원판을 제작하게 된다.

이렇게 제작된 요판 인쇄용 니켈 금속원판을 원형의 실린더에 부착한 후 요판 조각이 형성된 특정 부위에 선택적으로 잉크를 바른 후 압과 열을 주어 반대면의 보안 도큐먼트에 윤곽 인쇄를 실시한다.

본 발명에서는 상기 요판 인쇄용 니켈 금속원판에 홀로그램 형상과 같은 미세 광학 요소를 도입하기 위한 방법으로서 세 가지 방법을 고안하였다.

그 첫 번째 방법은 상술한 바와 같은 요판 인쇄용 원판을 제작함에 있어 1차 원판을 제작할 때 미세 광학 요소를 삽입할 부위를 일부 연마한 후 이 부위에 니켈 상태의 회절 요소 원판을 정합하여 삽입한 후 가장자리를 미세 용접을 통하여 부착시킨 다음 정교하게 연마를 한다. 이렇게 만들어진 원판으로 상술한 요판 인쇄용 원판 제작 과정을 거치게 되면 일정 부위에 광학 요소를 가지는 요판 인쇄용 원판을 제작할 수 있다. 도 5에 상기 과정을 간략히 나타내었다.

두 번째 방법은 상기 요판 인쇄용 원판 제작 과정에서 1차 플라스틱 원판을 여러 개 제작한 후 특정 부위에 미세 광학 요소를 다시 각인하는 방법으로서 가장자리의 결함을 최소화할 수 있는 방법이 된다. 즉, 니켈 상태의 회절 광학 요소의 원판을 열과 압력을 주어 1차 플라스틱 원판의 특정 부위에 가해주면 미세 표면 형상이 전이됨을 이용하여 홀로그램 형상의 미세 광학 요소를 플라스틱 원판에 전이시킨 후 이 플라스틱 원판을 이어 붙임으로서 요판인쇄용 최종 원판을 만드는 방법이다. 도 6에 상기 과정을 간략히 나타내었다.

세 번째 방법으로서는 미세 식각 기술을 이용하여 요판 조각용 동판에 동판의 부식을 통하여 직접적으로 미세 광학 요소를 삽입하는 방법이 있다. 요판 조각용 강판에 감광제 등을 처리한 후 여기에 포토마스크를 장착하여 노광시켜 선택적으로 감광시킨 후 이를 현상하여 감광제를 벗겨낸 후 부식액에 동판을 부식시킴으로서 재귀반사 구조나 미세 프리즘, 렌티큐라 렌즈 등의 광학 요소를 표현하는 것이 가능하다. 도 7에 상기 과정을 간략히 나타내었다.

미세 회절 요소나 미세 굴절 요소의 미세한 표면 요철 구조는 깊이 수백 나노미터에서 수 마이크로 미터의 나노 요소로서 표면의 평활도가 좋지 않은 일반적 인 보안 도큐먼트의 종이 자체에는 수용되지 못하는 특징이 있다. 따라서 보안 도큐먼트의 특정 부위에 이 요철 구조를 받아들일 수 있도록 처리할 필요성이 있으며 이를 위해 본 발명에서는 그라비아 인쇄 또는 실크스크린 인쇄에서 두께 수 마이크로 미터의 화학 수지를 인쇄한 후 이 부분이 미세 광학 요소의 표면 요철 구조를 수용하도록 고안하였다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 실크스크린 인쇄 공정에서 미세 요철 구조의 광 보안 요소를 삽일할 부위에 굴절률이 1.5 이상되는 무색 또는 유색의 자외선 경화 물질을 2∼10㎛ 정도 인쇄하고 경화시킨다. 이렇게 형성된 부분은 홀로그램과 같은 미세 회절 광학 요소 뿐만 아니라 마이크로 렌즈 어레이, 재귀 반사 프리즘, 렌티큐라 렌즈 등의 미세 굴절 광학 요소들을 삽입하는 것이 가능하여 새로운 광 보안 요소로서 기능성을 가지게 하는 것이 가능하다.

이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1

-종판의 제조 과정(홀로그램 도입)

전자빔 설비를 이용하여 깊이 100㎚, 간격 700㎚, 800㎚ 및 1000㎚의 홀로그램을 설계하여 금속원판을 제작하였으며 제작된 원판을 통해 두께 50㎛의 Ni 금속판을 제작 후 요판 종판의 특정 부위를 60㎛ 정도의 홀을 생성 후, 이에 미세 웰딩을 통해 부착하여 인쇄판을 제작하였다.

-도큐먼트(유가증권)에 실크스크린 인쇄과정

유가증권용 도큐먼트에 특정부위에 실크스크린 인쇄 공정을 통하여 UV 레진(Kayarad R-604, 일본화학)과 펜타데카플루오로옥틸메타크릴레이트(Penta deca fluoro octyl methacrylate)의 비율을 2:1로 조성한 레진을 노광량 100mj/㎠ 정도로 경화시켜 수지층을 형성하였다.

-상기 요판 인쇄용 원판으로 상기 수상층 상에 미세 광학 요소를 도입시키는 과정

위와 같이 형성된 원판을 요판 인쇄 공정의 원판으로 장착 후 보안 도큐먼트를 요판 인쇄공정을 통하여 요판인쇄와 동시에 광가변 요소인 전자빔 식각에 의한 홀로그램이 생성됨을 확인하게 되었다.

실시 예 2

초기 원판제작시 두께 50㎛, 원의 지름 30 ㎛ 정도의 원뿔 구조의 재귀반사 마이크로 렌즈 어레이를 싱글빔 레이저 식각을 통하여 제작한 후 나머지는 실시예 1과 같이 행함으로서 보안문서의 특정부위가 재귀반사 특징을 가지도록 실시하였다.

실시 예 1을 통하여 생성된 광보안 요소는 보안 도큐먼트에 삽입되어진 후 회절 효율이 14∼20% 정도로 관측됨으로써 육안으로 식별 가능한 위조 방지 요소임을 확인하였으며, 실시 예 2를 통하여 생성된 재귀반사 요소의 경우 정면의 수직입사각에서 약 20°기울어진 입사빔을 60∼70% 정도 재귀반사시킴으로써 육안 관측시 구별되며 컬러 복사시 표현이 불가능함을 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 미세 광학 요소가 적용된 요판 인쇄용 종판을 1회 제작하여 이를 이용 수회 반복하여 도큐먼트의 일정 부위에 미세 광학 요소를 삽입하는 것이 가능해지므로 경제적이고도 간단하게 은행권 또는 유가증권 등을 위조로부터 보호하는 것이 가능해지며 별도의 홀로그램 포일이나 스티커가 필요 없이 홀로그램 보안 요소를 각종 유가증권상에 편리하게 삽입할 수 있는 혁신적인 방법이며 동시에 홀로그램 포일의 보관에 따른 유출의 위험을 극소화할 수 있다.

또한, 홀로그램과 같은 회절 광학 요소 외에 마이크로 렌즈 어레이 등의 표면 요철 구조를 가지는 미세 굴절 요소를 은행권 등의 보안 도큐먼트에 삽입하는 것이 가능하므로 부가적인 보안요소의 생성이 가능하다.

Claims (11)

1. 요판 인쇄 공정에 의해 제조되는 보안 도큐먼트에 있어서,

   상기 도큐먼트의 적어도 한 부분에 인쇄된 수상층 상에 요판 인쇄 공정에 의해 미세 광학 요소가 도입된 것을 특징으로 하는 요판 인쇄 공정에 의해 광가변 요소가 부가된 보안 도큐먼트.
2. 제1항에 있어서, 상기 수상층은 그라비아 인쇄 또는 실크스크린 인쇄된 것을 특징으로 하는 보안 도큐먼트.
3. 제1항에 있어서, 상기 미세 광학 요소는 미세 회절 광학 요소 또는 미세 굴절 광학 요소인 것을 특징으로 하는 보안 도큐먼트.
4. 제3항에 있어서, 상기 미세 회절 광학 요소는 홀로그램 또는 DOVID이고, 상기 미세 굴절 광학 요소는 마이크로 렌즈 어레이, 재귀반사 프리즘 구조 또는 렌티큐러 렌즈의 형상인 것을 특징으로 하는 보안 도큐먼트.
5. 제1항에 있어서, 상기 도큐먼트는 은행권, 또는 유가증권인 것을 특징으로 하는 보안 도큐먼트.
6. 요판 인쇄 공정에 의해 보안 도큐먼트를 제조방법에 있어서,

   상기 도큐먼트의 적어도 한 부분에 수상층을 인쇄하는 단계;

   미세 요철 구조가 삽입된 요판 인쇄용 원판을 제공하는 단계; 및

   상기 요판 인쇄용 원판으로 상기 수상층 상에 미세 광학 요소를 도입시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 요판 인쇄 공정에 의해 광가변 요소가 부가된 보안 도큐먼트의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 인쇄는 그라비아 인쇄 또는 실크스크린 인쇄인 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 미세 광학 요소는 미세 회절 광학 요소 또는 미세 굴절 광학 요소인 것을 특징으로 하는 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 미세 회절 광학 요소는 홀로그램 또는 DOVID이고, 상기 미세 굴절 광학 요소는 마이크로 렌즈 어레이, 재귀반사 프리즘 구조 또는 렌티큐러 렌즈의 형상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 도큐먼트는 은행권, 또는 유가증권인 것을 특징으로 하는 제조방법.
11. 제6항에 있어서, 상기 요판 인쇄용 원판에 미세 요철 구조를 삽입시키는 방법은 금속원판 상에서 미세 광학 요소 원판을 삽입시키는 방법, 1차 플라스틱 원판 상에 미세 회절 요소를 현상시키는 방법, 또는 요판 인쇄용 원판에 미세 광학 요소를 부식시키는 방법인 것을 특징으로 하는 제조방법.

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