KR100817389B1 - 은화용 칩 및 이를 이용한 보안용지 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 은화용 칩 및 이를 이용한 보안용지 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속재질의 판상에 은화 문양이 천공되어 있으며 그 주변에 초지기 망의 선경에 대하여 180 ∼ 300%의 직경을 가지는 복수의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 은화용 칩 및 이에 의한 보안용지의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 은화용 칩에 의하면, 기존의 은화에서 표현하기 힘든 어두운 형상의 은화를 구현할 수 있어 보안성이 향상되고, 연결선에 의하여 분리된 문양을 반복적으로 동일하게 표현하는 것이 가능하여 대량생산에 적합하다.

은화, 연결선, 초지기, 환망, 칩

Description

은화용 칩 및 이를 이용한 보안용지 제조방법{A chip for watermark and preparing method of security paper using the chip}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 칩의 평면도이다.

도 2는 본 발명의 타실시예에 따른 칩의 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 칩의 문양에 대한 단면의 일 예시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 칩의 문양에 대한 단면의 타 예시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보안용지의 개략적인 평면도이다.

도 6은 본 발명의 비교예에 따른 보안용지의 부분 확대 평면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 판재부 2 : 문양부

3 : 구멍 4 : 연결선
5 : 분리된 형상

10 : 은화부 20 : 주변부

30 : 바탕면

본 발명은 은화용 칩 및 이를 이용한 보안용지 제조방법으로, 보다 상세하게는 금속재질의 판상에 은화 문양이 천공되어 있으며 그 주변에 초지기 망의 선경에 대하여 180 ～ 300%의 직경을 가지는 복수의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 은화용 칩 및 이에 의한 보안용지의 제조방법에 관한 것이다.

보안용지에 사용되는 위조방지 요소 중에는 은화, 은선, 은사, 약품 변색용지, 그리고 용지의 원재료인 셀룰로우즈와 다른 화학섬유나 다른 이물질을 투입하는 등 여러 방법이 있다. 그 중 아주 오래된 기술이며 가장 일반화 되어 있는 은화는 누구나 쉽게 확인할 수 있는 장점을 보유하고 있다.

일반적으로 은화는 환망 방식의 초지기나 장망 방식의 초지기에서 주로 구현하는 것이며 일반인들이 쉽게 인식할 수 있는 기술로 많은 은행권 및 유가증권 등 각종 보안용지에 사용되고 있다. 이를 구현하는 방법으로 환망방식 초지기에서는 용지를 생산하는 망에 일정한 형태의 굴곡을 가하여 그 굴곡된 형상 위에 종이의 원료인 펄프가 일정하게 쌓이도록 하여 구현한다. 장망방식 초지기에서는 일정한 두께의 종이위에 상기의 굴곡을 가지는 망으로 눌러 종이의 두께 내지 밀도차가 발생시켜 구현한다. 이는 매우 간단한 방법이지만 원하는 형상의 두께나 밀도차가 가지는 종이를 만드는 것은 매우 기술적으로 어려우며 또한 종이를 만들기 위한 공정에 많은 시간과 비용 그리고 거대한 장치를 통해서만 가능한 일이다. 그러한 이유로 은화가 있는 보안용지를 위·변조하려는 이들을 어렵게 한다. 이는 위조방지를 목적으로 하는 보안용지에서는 매우 필요한 사항이다.

이러한 보안용지에서 은화는 지속적인 기술 개발로 보다 쉽게 식별할 수 있거나 연속적인 형태의 은화를 제조하는 방법들이 많이 개발되고 있다.

한국공고특허 제1993-0003371호에서는 성형된 칩을 이용하여 망 위에 접합하여 돌출된 형태의 은화를 구현하는 기술을 정의한 바 있다. 이를 통하여 특별하게 밝은 톤을 가지는 은화를 만들어 보안용지로 이용하고 있다.

한국공고특허 제1996-011905호에서는 칩의 형상을 변형 관통된 부분으로 종이의 원료가 쌓이고 주변이 밝게 보이게 하는 특성을 가지는 보안용지 제조 기술을 언급한 바 있다. 특히 칩의 제작 시 관통부와 비관통부의 면적비율을 설정하여 부분적으로 밝은 부분이 연출될 수 있도록 명시하고 있다. 하지만 다양한 크기의 칩 제조 시 용지 제조상의 문제를 유발할 소지를 가지며 이는 종이를 생산하는 공정에서 많은 문제점을 내포하고 있다. 그러한 이유로 관통부와 비관통부의 면적비율을 설정한 것으로 판단된다.

한국등록특허 제0338183호에서는 종이를 임의 형상의 요철을 가진 롤에 의해 압착시켜 부분적인 반투명입지를 만드는 기술에 대해 언급한 것으로 일부 보안용지에서 보안요소로 이용되고 있다.

미국공개특허 제 US 2004/0249754 A1호에서는 두 단계의 보안요소를 적용에 관한 것으로 초지용 망 위에 콤파운드에 의해 부분적으로 메우거나 감광에 의해 메우는 방식을 이용하여 부분적으로 밝은 용지를 제조하는 기술에 대해 언급하고 있다.

한국등록특허 제0587622호 및 미국 공개특허 제US2005/0237576 A1 호에서는 보안용지가 자동화기기에 이용될 수 있도록 은화를 설계하거나 바코드 형태의 은화를 만들어 기기에 감응할 수 있도록 하는 기술에 대해 개시하고 있다.

그러나 이러한 종래의 기술로 표현되는 문자나 문양의 경우 주변보다 밝게 처리를 하는 것이 특징이나, 최근 투명한 왁스층이나 투명잉크를 이용하여 밝은 부분을 생성시키는 방법으로 모조가 이루어지고 있다.

한편 다수의 문자나 문양을 형성하기 위해 개개의 문자나 문양을 초지용 망 위에 일일이 부착하는 공정으로 인해 많은 비용과 시간이 소요되고, 또한 표현하고자 하는 문자나 문양의 폭에 제한이 있다. 즉, 종이를 만드는 과정에서 칩 위에 섬유 현탁액이 적층되지 못하고 구멍이 발생하거나 두께가 너무 얇아 종이의 기초 물성에 미달하거나 보안용지의 사용이나 유통 중 쉽게 훼손될 수 있는 것이다.

본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 문자나 문양 형태, 칩의 두께, 판재의 형태를 변경하였는바, 구체적으로 은화의 문자나 문양은 기존의 밝은 형태가 아닌 주변보다 다소 어두운 형태로 형성시키거나 은화영역을 구분하기 위해 비교적 밝은 영역을 은화영역의 주변부에 형성시킴으로서 위 변조를 방지하고자 하였으며, 이는 은화부분에 종이를 만드는 섬유현탁액이 많이 적층되도록 하거나 은화가 없는 주변에서 적층이 적게 되도록 하는 방법을 통해 해결될 수 있음을 착안하였고, 본 발명은 이와 같은 착안에 기초한다.

따라서 본 발명의 목적은 은화의 문자나 문양을 주변보다 어두운 형태로 형 성시킬 수 있는 은화용 칩을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 은화용 문양 내부에 분리되는 부분이 있는 경우라도 반복적으로 원본과 동일하게 표현될 수 있는 수단이 구비된 은화용 칩을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 은화용 칩을 이용한 보안용지의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 은화용 칩은 금속재질의 판상에 은화 문양이 천공되어 있으며 그 주변에 초지기 망의 금속 선경에 대하여 180 ～ 300%의 직경을 가지는 복수의 구멍이 마련되어, 용지의 바탕면보다 광투과가 20%이상 낮은 어두운 형태의 은화가 형성되고, 은화 주변부의 상기 복수 개의 구멍에 의하여 은화의 주변부는 광투과가 용지의 바탕면보다 20%이상 높도록 형성되며,

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 은화용 칩은, 상기 칩의 두께에 대하여 40 내지 70%의 두께를 가지는 연결선이 하나 또는 그 이상 이용되어, 천공된 은화용 문양 내부의 형상을 연결되도록 형성되며,

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보안용지 제조방법은 상기 은화용 칩을 초지기의 망에 부착시키기는 단계 및 섬유현탁액을 상기 은화용 칩의 문양부에 적층시키는 단계를 포함한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 은화용 칩은 금속재질의 판상에 소정의 은화 문양이 천공되어 있으며 그 주변에 초지기 망의 금속 선경에 대하여 180 ～ 300%의 직경을 가지는 복수의 구멍이 마련되어, 용지의 바탕면보다 광투과가 20%이상 낮은 어두운 형태의 은화가 형성되고, 은화 주변부의 상기 복수 개의 구멍에 의하여 은화의 주변부는 광투과가 용지의 바탕면보다 20%이상 높도록 형성된다.

본 발명에서 언급되는 칩의 기본 재질은 통상 사용되는 금속 박판으로, 그의 구체적인 예로는 동판, 황동판, 인청동판, 스테인레스판, 닉켈판 등이 있다.

칩의 제작은 일반적으로 이용되는 기계가공방법에 의한 기계가공, 전주도금법에 의한 제작, 방전가공에 의한 가공, 부식법에 의한 가공, 그리고, 최근 이용되고 있는 레이저기기에 의한 가공 등 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.

이때 판재의 두께는 바람직하게는 0.2㎜ 내지 1.0㎜인 것이 사용될 수 있다. 판재의 두께가 1.0㎜를 초과하는 경우 초지기의 지필형성 실린더와 맞물림 되는 와이어망의 실린더에 부분적인 집중 응력을 가할 수 있기 때문에 피하는 것이 바람직하다. 또한 0.2㎜ 미만의 것은 가하여진 응력에 의한 변형이 유발될 수 있는바 바람직하지 않다.

제작된 칩은 통상의 장망식의 초지기 내지는 환망식의 초지기의 지필형성부분에 적용되는 것으로 지필을 형성하는 망에 부착되어 이용된다. 부착은 다양한 방법을 이용할 수 있으며 상세히는 솔더링(soldering) 용접, 스팟(spot) 용접, 불활성 아아크(arc) 용접 등이 있다. 다양한 방법 중 칩의 소재에 적합한 용접법을 선택할 수 있다.

칩이 부착된 망은 초지기에서 섬유현탁액이 탈수 작용을 거쳐 망 위에 지필이 형성되도록 하거나 지필이 형성된 위에 압착하여 형상을 제조하는 데 이용된다.

도 1을 참조하면, 칩에 천공되는 문자나 문양(2)은 보안요소로 이용하고자 하는 목적에 맞추어 설계될 수 있으며 바람직하게는 타발되는 폭이 0.5㎜ 내지 5.0㎜가 적당하다. 이때 관통되는 단면 형상은 도 3 내지 4와 같이 지필방향으로 경사지거나 둥글게 처리하는 것이 보다 바람직하다. 이는 섬유 현탁액의 탈수흐름을 좋게 하기 위한 목적, 및 지필과 망의 분리를 용이하게 하기 위한 것이다.

칩은 도 1에서 보이는 바와 같이 칩의 판재부(1)에는 복수개의 구멍(3)이 뚫려 있다. 이는 용지를 만드는 과정에서 망 위에 부착된 칩의 형상 중 문자나 문양(2)이외의 부분에 관련된 것으로 섬유현탁액이 망과 칩 위에 쌓이게 과정에서 칩이 없는 부분의 망보다 칩 위쪽으로 쌓이는 양이 적어지므로 적층되는 두께가 얇아지게 된다. 이는 초지용 망의 공간율보다 칩의 공간율이 작게 설계되어 있기 때문이다. 이때 구멍(3)은 망을 형성하고 있는 금속선의 굵기에 대비하여 180 ∼300%의 크기로 구멍을 뚫는 것이 바람직하다.

이때 상기 금속선의 선경의 180%미만의 크기로 칩의 구멍이 형성되면 섬유 현탁액이 충분히 적층되지 않고, 300%를 초과하는 크기로 구멍이 형성되는 경우는 섬유 현탁액이 과적층되어 지필의 외양이 불량해지게 된다.

또한 구멍(3)의 간격도 섬유 현탁액의 적층되는 양에 영향을 미쳐 결과적으로 용지의 두께를 변화시킬 수 있다. 이는 초지용 망의 공간율과 관계된 것으로 칩의 구멍(3)의 크기에 60% 내지 200%의 간격을 유지하는 것이 바람직하다. 더욱 바 람직한 것은 초지용 망의 간격에 비례하여 칩의 구멍과 초지용 망의 뚫린 부분과 일치되도록 설계하는 것이다.

배열방법은 도 1에서 보이는 바와 같이, 이웃하는 구멍과의 간격이 135% 내지 200%일 경우는 동일선상에 배치하는 것이 바람직하며, 간격이 60% 내지 135%미만일 경우는 도 2에서와 같이 어긋난 형태의 배치가 바람직하다.

구멍 간격의 보다 정확한 크기는 섬유현탁액의 조성, 즉 섬유의 종류, 길이, 가공방법 등과 함께 용지를 제조하는 기계 특성에 맞게 적절히 조절하는 것이 보다 바람직하다.

구멍(3)의 단면 형상은 지필 형성 후 망에서 분리의 용이성과 용지의 표면 거칠기를 고려하여, 도 3 또는 도 4의 형태로 가공하는 것이 바람직하다. 구멍(3)의 형상은 둥근 형상이 좋으나 가공 특성상 사각형이나 마름모형으로 타공하여도 무방하다.

은화를 용지상에 구현하기 위한 칩의 형태가 도 2의 경우와 같이 하나로 타발될 수 있는 형태인 경우 초지용 망 위에 부착하는 공정이 비교적 단순하나, 도 1과 같이 문자 “0”과 같이 내부에 분리되는 칩인 경우는 공정이 보다 복잡해진다. 개개의 분리되는 문자나 문양을 원본과 비교하여 동일하게 표현되도록 칩을 망에 부착하는 공정은 많은 시간과 비용이 소요되는바, 본 발명은 이를 해결하기 위하여 도 1에서와 같이 연결선(4)이 제공되며, 연결선(4)은 은화용 칩의 하측, 즉 초지기의 망 쪽을 향하도록 부착된다.

이는 낱개로 분리될 수 있는 문자나 문양(2)의 제조 시 매우 유익한 방법으로 전태방법이나 기계가공을 통해 제조할 수 있다. 이때 연결선(4) 두께와 폭 크기, 설치 위치는 문자나 문양에 따라 달라질 수 있다. 통상 연결선의 두께는 칩의 두께인 0.2 내지 1.0㎜의 70%내지 40%수준이 바람직하다. 만일 연결선이 칩의 두께의 0.14㎜미만이면 반복적인 공정을 거치는 동안 연결선이 누적된 응력에 의하여 은화용 칩으로부터 탈리될 수 있으며, 0.4㎜를 초과하는 경우 용지에서 연결선의 형태가 나타나 구현하고자 하는 문자나 문양의 왜곡이 발생된다. 또한 연결선의 폭은 0.2 내지 0.3㎜가 적당하다. 연결선의 폭이 0.2㎜미만이면 후속 공정을 거치는 동안 연결선이 누적된 응력에 의하여 은화용 칩으로부터 탈리될 수 있으며, 0.3㎜를 초과하는 경우 용지에서 연결선의 형태가 밝게 나타나 구현하고자 하는 문자나 문양의 왜곡이 발생된다. 설치 위치는 문자나 문양의 형태에 따라 다르나 초지기계의 진행방향으로 위치하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

일정한 형상의 칩 제조

실시예 1

도 1에서 보이는 바와 같은 형태의 문자를 공작기계 및 와이어 컷팅에 의한 방법으로 황동판 소재의 두께 0.5㎜ 판재에 가공하여 제조하였다. 이때 칩의 크기는 16㎜ × 12㎜이며 문자의 타발 폭은 0.8㎜ 내지 0.9㎜로 하였으며 연결선의 폭은 0.2㎜, 두께는 0.25㎜로 제작되었다. 또한 칩의 구멍은 0.3㎜ 크기(초지기 망의 금속 선경의 187.5%)에 섬유 현탁액이 적층되는 상부면에 반경 0.1㎜의 둥글게 처리하고, 가로 세로방향으로 0.45㎜만큼 띄워 타공하였다.

실시예 2

도 1에서 보이는 바와 같은 형태의 문자를 레이저 가공기를 이용하여 두께 0.3㎜ 스테인레스판재의 칩을 제조하였다. 이 때 칩의 크기는 13㎜ × 9㎜이며 문자의 타발 폭은 0.6㎜ 내지 0.65㎜로 하였으며 연결선의 폭은 0.2㎜, 두께는 0.15㎜로 제작되었다. 또한 칩의 구멍은 0.3㎜ 크기(초지기 망의 금속선경의 188%)에 섬유 현탁액이 적층되는 상부면에 반경 0.1㎜의 둥글게 처리하고, 가로 세로방향으로 0.45㎜만큼 띄워 타공하였다.

실시예 3

도 2에서 보이는 바와 같은 형태의 문양을 닉켈설파메이트 전태욕조에서 3A/d㎡의 전류세기로 3시간 전태과정을 통해 두께 0.2㎜의 닉켈소재의 칩을 제조하였다. 이 때 칩의 크기는 8.5㎜ × 6.5㎜이며 문자의 폭은 0.3㎜ 내지 0.9㎜로 설계되어 제작되었다. 또한 칩의 구멍은 섬유 현탁액이 적층되는 상부면 기준으로 0.4㎜(초지기 망의 금속선경의 219%) 크기에 30°기울기로 경사를 가하고, 가로 방 향으로 0.3㎜, 세로방향으로 0.3㎜만큼 띄워 설계되어 제작되었다.

보안 용지의 제조

실시예 4

실시예 1에 의해 제조된 칩을 초지기용 망(금속선경 0.16㎜)에 스팟(spot) 용접기로 부착하여 통상의 초지방법에 의해 도 5에서 보이는 바와 같은 보안 용지를 제조하였다. 용지는 면펄프 100%로 평량이 100g/㎡으로 제조 되었으며 용지의 최종 두께는 120㎛이었다. 제조된 용지는 목적한 은화가 뚜렷이 구현되었으며 광투과량을 600㎚ 파장대로 측정한 결과, 용지의 바탕면(30)에서 광투과율이 7% 내지 8%가 투과되고 어두운 은화부(10)에서는 4%내지 5%가 투과되고, 은화부 주변부(20)의 밝은 영역은 10%내지 12%가 투과되었음을 확인하였다.

실시예 5

실시예 3에 의해 제조된 칩을 초지기용 망(금속선경 0.1825㎜)에 땜납을 통해 부착하여 통상의 초지방법에 의해 보안용지를 제조하였다. 제조된 용지는 목재펄프 100%로 평량이 100g/㎡, 용지의 최종 두께는 120㎛이었다. 이 용지는 목적한 은화가 뚜렷이 구현되었으며 광투과량을 600㎚ 파장대로 측정한 결과, 용지의 바탕면(30)에서 광투과율이 8% 내지 9%가 투과되고 어두운 은화부(10)에서는 6.0% 내지 6.3%가 투과되고, 은화부 주변부(20)의 밝은 영역은 10.8% 내지 11.4%가 투과되었 음을 확인하였다.

비교예 1

칩의 구멍을 망의 선경 굵기의 180% 미만으로 제작(망의 선경 0.16㎜, 구멍의 직경 0.2㎜)한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건의 칩을 사용하여 실시예 4의 방법을 사용하여 보안용지를 제조한 결과, 섬유 현탁액의 적층이 원활하게 이루어지지 못해 칩이 부착된 곳에서 용지의 구멍이 뚫려 용지를 제조할 수 없음을 확인하였다.

비교예 2

칩의 구멍을 망의 선경 굵기의 300%를 초과하여 제작(망의 선경 0.16㎜, 구멍의 직경 0.5.㎜)한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건의 칩을 사용하여 실시예 4의 방법을 사용하여 보안용지를 제조한 결과, 칩의 구멍으로 섬유 현탁액의 적층되어 도 6에서 개략적으로 보이는 바와 같이, 초지용 망에 의한 흔적보다 강하게 생성되어 계획했던 어두운 문자의 은화 효과를 저해함을 확인하였다.

본 발명에 의해 제조된 칩은 기존의 은화에서 표현하기 힘든 어두운 형상의 은화를 구현할 수 있으며, 문양 내부에 분리된 부분이 있는 경우라도 반복적으로 동일한 형상을 구현할 수 있는 연결수단을 이용하여 보안용지의 대량생산 기계에 응용될 수 있으며, 이러한 특징을 이용하여 제조한 보안용지는 보안성이 보다 향상 되어, 투과광은 물론 반사광을 통해서 어두운 형상의 은화를 육안으로 확인할 수 있는 매우 우수한 특성을 나타낸다. 또한 현대 사회에서 중요하게 요구되는 자동화기기에 의한 요소 검출을 통해 진위 식별요소로 이용도 가능하여 보안용지에의 활용성이 높다.

Claims (5)

1. 보안용지상에 은화무늬를 형성시키기 위한 금속재질의 판재로 구성된 은화용 칩으로서,

   상기 판재(1)의 표면에 특정 문자나 문양의 형상으로 천공된 은화 문양부(2); 및

   상기 은화 문양부(2)를 제외한 상기 판재(1)상에, 초지기 망의 금속선의 직경에 대하여 180 ∼ 300 % 크기의 직경을 가지는 다수의 구멍(3)이, 상기 구멍 직경의 60 내지 200%의 간격을 가지고 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 은화용 칩.
2. 제 1항에 있어서, 상기 칩의 두께는 0.2 내지 1.0㎜인 것을 특징으로 하는 은화용 칩.
3. 제1항에 있어서, 상기 은화 문양부(1)가 내부에 분리된 다른 형상(5)을 가지고, 상기 판재부(1)와 상기 분리된 다른 형상(5)은 두께가 0.14 내지 0.4㎜인 바(bar)형상의 연결선(3)으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 은화용 칩.
4. 제 1항에 있어서, 상기 칩의 판재(1)에 천공된 은화 문양 및 복수개의 구멍의 단면은 지필방향으로 직경이 넓어지도록 일부 내지 전체가 경사지거나 곡면을 이루도록 처리된 것을 특징으로 하는 은화용 칩.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 의한 상기 은화용 칩을 초지기의 망 위에 부착시키는 단계; 및 섬유현탁액을 상기 은화용 칩의 은화문양(2) 및 구멍(3)에 적층시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안용지의 제조방법.

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