KR100915724B1 - 인쇄로 위조할 수 없는 시각특징을 갖는 위조방지 섬유가분포된 위조방지 물질 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄로 위조할 수 없는 시각적 특성을 갖는 위조방지섬유가 분포된 위조방지물질에 관한 것이다. 위조방지섬유가 분포되어 있는 위조방지물질을 제공하되, 섬유를 보는 각도에 따라 컬러패턴이 다르게 보이도록 하여 현재의 인쇄법으로는 위조할 수 없는 시각적 특성을 갖도록 하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 위조방지섬유를 제공하는데 있다. 위조방지물질의 표면에 위조방지섬유의 표면 일부(부분표면)이 나타나는데, 이 부분표면에 보는 각도에 따라 다른 컬러패턴이 각각 별도로 나타난다. 따라서, 이 섬유를 위조방지물질에 사용하면, 현재의 인쇄법으로는 위조를 할 수 없다.

Description

인쇄로 위조할 수 없는 시각특징을 갖는 위조방지 섬유가 분포된 위조방지 물질{Anti-fake material distributed with anti-fake fibers having visual characteristics incapable of being simulated via printing}

본 발명은 위조방지 종이, 필름 포장 등과 같은 위조방지물질에 관한 것으로, 구체적으로는 인쇄로 위조할 수 없는 시각적 특성을 갖는 위조방지섬유가 분포된 위조방지물질에 관한 것이다.

종이에 컬러섬유를 추가하여 만든 위조방지 종이는 거의 일백년 역사를 갖고, 지금까지 여러 나라에서 화폐를 만드는데 사용되거나, 영수증, 제품사양서, 인쇄라벨 등 보안용으로 사용되고 있으며; 거의 모든 화폐 제작에 특별히 형광섬유가 사용되고 있다. 요컨대, 위조방지섬유에는 2종류가 있는데 단색 섬유와 다색 섬유가 그것이다. 중국특허 CN02168121.0 "위조방지섬유"는 길이를 따라 2가지 이상의 색을 갖는 하나의 섬유를 소개하고 있다. 중국특허 CN02170092l4 "위조방지섬유와 위조방지 종이"는 위아랫면에 각각 색이 다른 섬유를 소개하고 있는데, 섬유의 단면이 타원형으로 위아랫면이 분명히 다른 색을 갖는다. 이런 섬유를 종이펄프에 첨가해 위조방지 종이를 만들 때, 타원형 섬유의 윗면과 아랫면이 종이면에 평행하게 된다. 종이가 얇거나 투명하면, 종이 내부의 섬유를 보았을 때 종이의 윗면과 아랫면에서 각각 다른 색이 보이게 된다. 그러나, 이런 컬러 섬유의 단점은 미세선을 인쇄하여 시각적 효과를 위조할 수 있으며, 위조 여부를 정밀하게 구분해야만 한다면 종이를 찢고 바늘로 섬유를 집어내 더 자세히 관찰하는 방법이 유일했다. 이 방법은 불편할 뿐만아니라, 가치가 높은 화폐를 파손시키므로 불가능하기도 했다. 따라서, 이런 위조방지 효과는 제한적이고 미세선을 인쇄하여 위조하면 위조범이 쉽게 위조할 수 있었다.

중국특허 CN02146589.4 "위조방지물질 및 이것으로 만든 위조방지문서"는 단면이 원형인 필라멘트 위조방지섬유를 소개하고 있는데, 이 필라멘트는 단면에서 2가지 이상의 색을 가지고 나선형 행태로 배치된다. 보는 각도를 변화시키면, 일반인이 섬유의 컬러패턴 변화를 눈으로 알 수 없으므로, 눈으로 구분할 수 있는 정밀도 범위내의 정밀 인쇄법으로 충분히 위조할 수 있었다.

도 1은 위조방지 물질에 분포된 위조방지 섬유의 확대도;

도 2a, 2b는 A1~3와 B1~3의 각각 색깔이 다르고 평행한 선으로 패턴 A와 B를 만드는 경우를 보여주는 도면;

도 3은 A1~3와 B1~3의 각각 색깔이 다르고 평행한 선으로 패턴 A와 B를 만드는 경우를 보여주는 도면;

도 4는 위조방지섬유의 컬러패턴 A와 B가 길이를 따라 분포된 것을 보여주는 단면도;

도 5는 컬러패턴 A, B는 위조방지섬유의 길이를 따라 나란히 있으면서 서로 어긋나거나 평행한 경우를 보여주는 도면;

도 6은 위조방지섬유가 하나의 삼각형 구조로 위조방지물질 안에 있는 것을 보여주는 도면으로, 6a는 단면도이고 6b는 평면도;

도 7은 위조방지물질내의 이중 삼각단면형 위조방지섬유를 보여주는데, 7a는 단면도이고 7b~c는 평면도;

도 8은 섬유의 단면이 사각형인 경우로서, 8a는 단면도이고 8b는 평면도;

도 9는 단면이 사각형인 섬유 3개를 연결한 것으로서, 9a는 단면도이고 9b~c는 평면도;

도 10은 단면이 사다리꼴인 경우로서, 10a~b는 단면도이고 10c~d는 평면도;

도 11은 섬유를 투명한 물질로 코팅한 경우로, 11a~d는 각각 단면이 삼각형과 사각형이고 원형과 타원형의 투명물질로 코팅된 섬유의 단면도이며, 11e~f는 삼각형과 사각형의 섬유 여러개를 연결한 상태의 단면도;

도 12는 위조방지섬유의 컬러패턴 A와 B 사이에 차폐기능을 갖는 알루미늄층을 진공코팅한 경우로, 12a의 섬유는 삼각형 단면, 12b의 섬유는 단면이 삼각형이고 알루미늄 코팅층을 섬유 표면에 배치한 것, 12c의 섬유는 단면이 사각형이고 중앙에 알루미늄 코팅층을 배치한 것, 12d의 섬유는 단면이 사각형이고 알루미늄 코팅층을 섬유 표면에 배치한 것, 12e의 섬유는 삼각형 섬유를 여러개 연결한 것;

도 13은 본 발명의 단면의 변이 곡선인 위조방지섬유의 단면도;

도 14는 위조방지섬유의 최소 사각면적이 각각 다른 형태임을 보여주는 도면;

도 15는 평평한 형상의 위조방지섬유 일부 구간의 단면도.

본 발명의 목적은 위조방지섬유가 분포되어 있는 위조방지물질을 제공하되, 섬유를 보는 각도에 따라 컬러패턴이 다르게 보이도록 하여 현재의 인쇄법으로는 위조할 수 없는 시각적 특성을 갖도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 위조방지섬유를 제공하는데 있다. 위조방지물질의 표면에 위조방지섬유의 표면 일부(부분표면)이 나타나는데, 이 부분표면에 보는 각도에 따라 다른 컬러패턴이 각각 별도로 나타난다. 따라서, 이 섬유를 위조방지물질에 사용하면, 현재의 인쇄법으로는 위조를 할 수 없다.

본 발명은 또한 여러가지 위조방지섬유를 제공하는데, 위조방지물질의 제조과정중에 위조방지물질의 표면에 위조방지섬유의 특수 부위의 표면이 자연적으로 나타나도록 한다. 이런 특수 부위의 컬러패턴이 보는 각도에 따라 각각 다르게 나타난다. 따라서, 이 섬유를 위조방지물질에 사용하면, 현재의 인쇄법으로는 위조를 할 수 없다.

본 발명의 이런 목적은, 위조방지섬유가 분포되어 있고 위조방지섬유의 부분표면이 위조방지물질의 표면에 나타나는 위조방지물질에 있어서: 상기 부분표면에 볼록 차폐구조가 형성되고, 분명한 시각차를 갖는 2가지 컬러패턴(A,B)이 상기 부분표면에 분포되어 있어, 위조방지물질의 표면에 상기 부분표면이 나타나지만, 보는 각도를 달리하면 컬러패턴 A와 B가 각각 별도로 보이는 것을 특징으로 하는 위조방지물질에 의해 달성된다.

본 발명에 따라 위조방지물질에 분포된 위조방지섬유의 2가지 컬러패턴은 가시광선, 자외선, 적외선 등에서 나타나는 컬러패턴을 포함한다. 가시광선에서 나타나는 컬러패턴의 경우, 본 발명의 위조방지물질은 1급 위조방지 기능인 공공 위조방지용으로 사용되고; 자외선이나 적외선에서 나타나는 컬러패턴의 경우, 특수 도구를 사용해 판단하는 2급 위조방지용으로 사용된다. 직경이 100㎛ 이하로 아주 가는 위조방지섬유가 위조방지물질내에 분포되어 있고 섬유의 부분표면에 볼록 차폐구조가 배열되어 있으며 부분표면이 위조방지물질 표면에 있어, 관찰자가 부분표면의 컬러패턴을 보는 각도에 따라 별도로 각각 볼 수 있고, 그 결과 위조방지가 실현된다. 위조방지물질내 위조방지섬유의 부분표면에 분포된 컬러패턴의 특징을 차단하는 볼록구조를 이용하는데서 이런 시각차가 생기는바, 전술한 목적 달성이 섬유 표면의 볼록 구조에 의한 각도차에 따른 차광효과에 따라 좌우되기 때문에, (석판인쇄, 그라비어 인쇄, 천공인쇄, 활판인쇄, 잉크젯 인쇄, 복사 등을 포함한) 현재의 모든 인쇄기법으로는 이런 입체구조를 위조할 방법이 없고, 결과적으로 본 발명에 의해 인쇄법에 의한 모든 위조를 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 위조방지물질의 표면에서 상기 부분표면을 보는 2가지 각도 a와 b가 있고, 각도 a에서 섬유의 부분표면을 보면 볼록 차폐구조 때문에 컬러패턴 A만 보이고 B는 보이지 않으며, 각도 b에서 섬유의 부분표면을 보면 마찬가지로 볼록 차폐구조 때문에 컬러패턴 B만 보이고 A는 보이지 않는 시각적 효과를 보일 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 위조방지물질에 삽입되어 위조방지물질의 표면에 부분표면이 나타나는 위조방지섬유에 있어서: 상기 부분표면에 볼록 차폐구조가 있고, 차폐구조에 2가지 컬러패턴 A와 B가 분포되어 있으며, 이들 컬러패턴 A와 B가 부분표면에서 분명한 시각차를 가져, 위조방지물질의 표면에서 보는 각도를 달리하면서 부분표면을 보면 컬러패턴 A와 B가 각각 별도로 보이는 것을 특징으로 하는 위조방지섬유에 의해 달성된다.

본 발명의 목적 달성에 가장 중요한 기술은 실제 생산과정에서 위조방지물질의 표면에 실제로 나타나는 섬유의 차폐구조를 효과적으로 조절하는 것이다. 이론적 분석과 수많은 실험에 의하면, 제지과정중에 섬유가 탄성경도를 가질 때 섬유에서 가장 넓은 부분이 종이 표면에 확실히 나타난다. 본 발명에서 위조방지섬유의 넓은 면적이 위조방지물질에 나타나는 면적으로 되는바, 예컨대 위조방지섬유가 직선이고 그 단면이 길이방향으로 동일하면 기질에 직사각형으로 나타난다. 위조방지섬유가 직선이고 단면이 일정하지 않으면 섬유의 최대폭과 섬유의 길이를 곱한 면적이 나타난다. 위조방지섬유가 곡선이면 섬유의 휘어진 부분이 커버하는 폭과 길이로 표현된 면적이 나타난다.

도 1은 위조방지 물질(1)에 분포된 위조방지 섬유(2)의 확대도로서, 섬유(2)의 부분표면(3)은 위조방지 물질(1)의 표면(1")과 동일하다. 부분표면(3)에는 단면(4)이 삼각형으로 볼록을 갖는 차폐구조가 형성되어 있고, 이런 삼각형 요소의 꼭지각과 빗면(3',3")이 부분표면(3)을 이루는데, 빗면 각각에 컬러패턴(A,B)이 분포되어 있고, 위조방지 물질(1)의 표면(1")에서 관찰각도를 달리하면서 부분표면(3)을 보면, 컬러패턴(A,B)을 각각 별도로 볼 수 있다. 예를 들어, a에서 보면 컬러패턴 A만 보이고, b에서 보면 컬러패턴 B만 보이는데, 이는 이들 컬러패턴(A,B) 사이에 명백한 시각차가 있기 때문이다. 컬러패턴(A,B)은 빗면(3',3")에 각각 분포되어서 시각차를 더 분명하게 한다. 위조방지물질(1)이 표면(1")에서 각도를 달리하면서 부분표면(3)을 보되, 예컨대 위조방지섬유(2)에 대해 수직인 a 에서 b 사이의 각도로 부분표면(3)을 보면, 2개의 컬리패턴(A,B) 사이에 관찰각도 c가위치하게 되어, 이 각도에서 컬러패턴 A나 B를 볼 수 있는데, 이는 위조방지섬유(2)가 아주 가늘어 컬러패턴(A,B)을 조합한 패턴을 관찰각도 c에서 볼 수 있기 때문이다.

본 발명에 따라 위조방지 물질에 분포된 위조방지섬유에 있는 2가지컬러패턴은 가시광선, 자외선, 적외선에서 볼 수 있다. 가시광선에서 보이는 컬러패턴용의 위조방지물질은 1급 위조방지기능인 공적 위조방지 기능을 갖고, 자외선이나 적외선에서 보이는 컬러패턴용의 위조방지물질은 2급 위조방지 기능을 가져 특수한 도구를 사용해 판단할 수 있다. 직경이 100㎛ 이하로 아주 가는 위조방지섬유(2)가 위조방지물질(1)내에 분포되어 있고 섬유의 부분표면(3)에 볼록 차폐구조가 배열되어 있으며 부분표면(3)이 위조방지물질 표면에 있어, 관찰자가 부분표면의 컬러패턴을 보는 각도에 따라 별도로 각각 볼 수 있고, 그 결과 위조방지가 실현된다. 위조방지물질내 위조방지섬유의 부분표면에 분포된 컬러패턴의 특징을 차단하는 볼록구조를 이용하는데서 이런 시각차가 생기는바, 전술한 목적 달성이 섬유 표면의 볼록 구조에 의한 각도차에 따른 차광효과에 따라 좌우되기 때문에, (석판인쇄, 그라비어 인쇄, 천공인쇄, 활판인쇄, 잉크젯 인쇄, 복사 등을 포함한) 현재의 모든 인쇄기법으로는 이런 입체구조를 위조할 방법이 없고, 결과적으로 본 발명에 의해 인쇄법에 의한 모든 위조를 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 시각차는 다양성에 있다:

본 발명의 위조방지물질내 분포된 위조방지섬유의 2가지 컬러패턴(A,B)은 볼록구조에 의해 차폐되어 각각 다양한 다른 각도에서 볼 수 있는데, 이런 시각차는 위조방지섬유의 부분표면에 분포된 컬러패턴이 볼록 차폐구조에 의해 서로 다른 각도로 배치되어 있기 때문이다.

도 1의 실시예의 컬러패턴의 분포는 볼록구조에 의해 서로 완벽하게 차단되어 있는데, 이는 위조방지섬유(2)의 길이방향을 따라 뻗어있는 차폐구조로 인해 섬유의 빗면에 수직으로만 컬러패턴을 볼 수 있기 때문이다. 위조방지섬유(2)가 직경 0.25mm 이하로 아주 가늘고 미세하므로, 섬유(2)의 길이방향에 직각으로 관찰할 경우의 시야각이 아주 제한되고, 따라서 시야각을 a에서 b로 바꿀 경우 컬러패턴 A와 B가 다를 경우에만 분명한 시각차가 생길 수 있으며, 이것이 일반인이 차이를 느낄 수 있는 유일한 방법일 것이다. 컬러패턴 A와 B의 차이점을 근거로 시각적으로 큰 변화를 느낄 수 있다는 것이 본 실시예의 장점인데, 이런 차이점은 색깔의 차이나, 색깔은 같되 무늬를 다르게 하거나, 색깔과 무늬를 둘다 다르게 한 것일 수 있다. 위조방지물질(1)의 표면(1")에 2개의 관찰각도 a, b가 있는데, a의 각도에서는 컬러패턴 A만 볼 수 있고 B는 볼 수 없는데, 이는 섬유(2)의 부분표면(3)에 형성된 삼각형 돌출부에 의해 B가 차폐되기 때문이다. 반대로 b의 각도에서는 컬러패턴 B만 볼 수 있고 A는 볼 수 없는데 이유는 마찬가지다. 형광섬유, 적외선 섬유 등과 같이 특수도구를 사용해야 하는 2급 위조방지의 경우, 컬러패턴 A, B 사이의 차이에 의한 제한이 불필요한데, 예를 들어 A와 B를 정상 시야범위내에서 완벽히 같은 무늬로 만들되 하나만 가시광선으로 처리하면, 가시광선을 구분할 수 있는 특수도구를 사용해 이들 패턴의 시각적 차이를 구분할 수 있으므로, 위조방지 효과를 얻을 수 있다.

부분표면(3)의 2개 패턴(A,B)의 명백한 시각차는 한쪽 컬러패턴(A)은 완벽히 차단되지 않는 반면 다른 컬러패턴(B)은 완벽히 차단되는데서 생기는 시각차 효과로서, 흔히 컬러패턴들의 상관 관계에서 생긴다. 예를 들어, a 각도로 위조방지섬유의 부분표면(3)을 볼 경우 볼록 차폐구조가 B를 완벽히 차폐해 컬러패턴 A만을 볼 수 있고, b의 각도로 볼 경우에는 컬러패턴 B만을 볼 수 있고 A는 볼 수 없게 된다. 이런 시각차를 이루는 컬러패턴 A, B는 강력한 시각차를 위해 적어도 색깔을 다르게 하는 등 다른 패턴을 이루도록 해야만 한다.

컬러패턴 A, B가 각각 완벽히 차폐되지 않을 때에서 시각차가 생길 수 있다. 이 경우, 컬러패턴 A, B의 일부분이 겹쳐지게 되는데, a 각도에서 위조방지섬유의 표면(3)을 보면 볼록 차폐구조 때문에 컬러패턴 A가 B의 일부분을 차폐함을 볼 수 있고, b 각도에서 보아도 볼록 차폐구조 때문에 A가 B의 일부분을 차폐함을 볼 수 있다. 따라서, A, B는 완전히는 차폐되지 않아도 일부는 차폐되는 셈이다. 인간의 제한된 시력 때문에, B의 전체나 A의 전체가 아닌 A나 B의 일부분을 다른 패턴에 합친 복합 패턴이 눈에 보일 수 있다. 명백한 시각차를 내기 위해서는 A와 B가적어도 색깔면에서는 달라야 한다.

한편 위조방지섬유의 길이를 계단식 시각적 변환으로도 시각차가 생기는데, 이는 인간이 섬유 길이방향을 따라 긴 시력을 갖기 때문이고(섬유의 길이는 15mm를 넘지 않고, 이 경우 폭 0.2mm인 경우 훨씬 시력이 더 길어질 수 있다), 따라서 위조방지 섬유의 길이를 따라 (도 1과 같이 길이를 따라 같은 위치에 분포시키지 않고) 위치를 달리하여 A, B를 분포시키면 계단식 시각변화를 낼 수 있는데, 이에 대해서는 뒤에 자세히 설명한다. 이런 시각변화는 색깔에 비해서는 좀 약하지만, 색깔을 동일하게 하고 계단식 시각적 변화를 두어도 분명한 시각차를 만들 수 있다.

본 발명의 컬러패턴의 다양성과 시각적 효과:

컬러패턴 A, B는 여러 색이 혼합되거나 여러 색이 나란히 칠해진 패턴이다. 위조방지섬유가 매우 가늘고 미세하므로, 1급 위조방지용으로는 간단하고 직접적일수록 가치가 있다. 인간이 식별하기 가장 쉬운 것이 색깔이므로, 2개의 컬러패턴 A와 B를 색깔을 다르게 하는 것에 대해 자세히 설명한다.

도 1에서 컬러패턴 A와 B는 서로 색깔이 다른 선을 나란하게 그은 것으로서, 예를 들어 A는 적색이고 B는 청색 선으로 한다면, 위조방지섬유의 표면(3)을 a 각도에서 볼 경우 적색선만 보이고 청색선은 차폐구조에 막혀 보이지 않으므로, 일반인들은 섬유가 적색인 것으로 인식할 것이며; b의 각도에서 볼 때는 반대로 되어 일반인에게 청색만 보일 것이며; c의 각도에서 볼 경우 적색선과 청색선이 서로 아주 근접해 있어 2가지 선을 을 동시에 볼 수 있어, 일반인에게는 적색선과 청색선이 혼합된 흑색으로 보일 것이다.

도 1의 경우 컬러선 A와 B는 평행하되 색깔이 다르면서 위조방지섬유의 길이에 평행하다. 보는 각도가 바뀌면 섬유 전체의 색깔이 적색에서 청색으로 바뀐다. 각도를 a에서 b로 바꾸는 범위는 120도를 넘지 않는 것이 좋다. 이 경우, 섬유의 길이방향에 수직으로 각도를 바꾸면서 섬유 표면을 볼 때 가장 분명한 색변화가 일어난다.

도 2a, 2b는 A1~3와 B1~3의 각각 색깔이 다르고 평행한 선으로 패턴 A와 B를 만드는 경우를 보여준다. A1~3 및 B1~3 패턴은 각각 섬유의 길이방향에 수직인 줄무늬이다.

도 3에서 A1~3와 B1~3의 각각 색깔이 다르고 평행한 선으로 패턴 A와 B를 만든다. A1~3와 B1~3는 각각 위조방지섬유의 길이방향에 0도 내지 90도의 교차각으로 그려진 줄무늬를 이룬다. 여기서는 섬유의 길이방향에 각도를 갖고 바라본 다음 각도를 바꾸면서 섬유를 보면 가장 색변화가 분명한 때가 나타난다.

컬러패턴 A와 B는 무늬와 색이 같지만 섬유 방향에 대한 위치가 다르게 할 수도 있다(도 4 참조). 예를 들어, 둘다 모두 흑색으로 하되 A는 섬유 앞쪽에 두고 A1~3으로 구성하고, B는 섬유 뒷쪽에 두고 B1~3으로 구성하면, 보는 각도가 바뀌면 섬유 전체가 계단무늬로 움직이면서 독특한 변환효과를 낸다.

도 5의 컬러패턴 A, B는 위조방지섬유의 길이를 따라 나란히 있으면서 서로 어긋나거나 평행한 경우이다. A와 B는 각각 자기 위치를 갖되 전체나 일부가 서로 겹쳐지면서도 위조방지섬유의 길이를 따라 서로 분리되어 있다. 도 5a에서 A는 적색 줄무늬고 B는 흑색 줄무늬로서 A와 B가 완전히 나란히 있으면 보는 각도가 변하면서 섬유 전체의 색이 적색에서 흑색으로 바뀌고 섬유의 위치는 시각적으로 움직이지 않으므로 독특한 시각변환효과를 낸다. 도 5b에서 A와 B는 일부 겹쳐지면서 나란히 있고, 보는 각도가 변할 때 섬유 전체가 적색에서 흑색으로 바뀌면서 계단식 위치이동이 일어나되 이런 계단변화가 작아 독특한 시각적 변환효과를 낸다. 도 5c에서는 A와 B가 완전히 어긋나게 나란히 배열되어 있고, 보는 각도가 변하면 섬유 전체의 색이 적색에서 흑색으로 바뀌면서 계단식 위치이동이 일어나되 머리와 꼬리가 서로 이어져 움직이는 듯한 시각적 변환효과가 생긴다. 도 5d에서는 A와 B가 서로 축방향으로 떨어져서 나란히 배치되고, 보는 각도가 변하면 섬유의 색이 적색에서 흑색으로 바뀌되 계단을 건너뛰는 듯한 독특한 시각적 변환효과가 생긴다. 도 5e에서는 A와 B가 색깔이 다르되 각각 단색이거나 혼합색이다. 예를 들어 A는 각각 다른 색의 줄무늬가 잇달아 이어진 것으로서 A1은 적색 줄무늬이고 A2는 녹색 줄무늬이며; B는 흑색 줄무늬이다. 이 경우 보는 각도를 바꾸면 섬유 전체의 색깔이 적색/녹색의 이중 색깔에서 흑색의 단색으로 바뀌는 독특한 변환효과를 낸다.

컬러패턴의 색은 백색이나 흑색이나 또는 위조방지섬유와 같은 색일 수 있다. 도 5f에서 A는 적색 줄무늬이고 B는 백색 줄무늬로서 위조방지섬유의 볼록면 전체에 분포되어 있으며, 위조방지물질의 표면이 백색이면 보는 각도가 변할 때 섬유 전체가 적색에서 투명상태로 바뀌는 독특한 시각변환효과를 보인다. 컬러패턴 A가 흑색줄무늬이고 B가 황색줄무늬로서 섬유 표면 전체에 분포되어 있고 위조방지물질 표면이 황색이면, 보는 각도가 바뀔 때 섬유 전체가 흑색에서 투명하게 바뀌는 독특한 시각변환효과를 보인다. 따라서, B의 색이 위조방지물질의 표면과 같은 색이면, 시각적으로 컬러패턴 B의 전체나 일부를 컬러패턴 A에 합치도록 섬유를 디자인할 수 있지만, 반대로 A를 B에 합칠수는 없다(도 5g 참조).

볼록 차폐구조의 다양성:

볼록 차폐구조는 위조방지섬유의 단면 형태로서 삼각형 단면을 포함한다. 삼각형 단면의 경우, 구조적으로 꼭지점의 각도와 2개의 빗면을 갖는 것이 일반적이지만, 예외적으로 다각형이나 사각형 단면을 채택할 수도 있다. 도 1에서는 단면이 삼각형이고 컬러패턴 A는 한쪽 빗면(3')에 위치하고 B는 다른쪽 빗면(3")에 위치한다. 삼각형 구조는 양쪽 빗면에 각각 다른 색의 무늬를 배치하는 전형적인 것으로서, 관찰 각도를 a에서 b로 바꿀 때 필요한 변환각도고 120를 넘지 않도록 하는 조건을 쉽게 만족한다.

볼록 차폐구조를 여러개의 삼각형을 병렬로 배치하여 구성하고 각각의 삼각형 한쪽 빗면에 있는 컬러패턴 전체가 A를 이루고 다른쪽 빗면의 컬러패턴 전체가 B를 이룬다. 섬유가 아주 가늘고 미세하여 하나의 삼각형으로 이루어진 볼록 차폐구조를 윗쪽이 뾰족한 형태로 위조방지물질 표면에 배치하기는 아주 어려운데, 이런 이유로 삼각형을 평평한 형태로 만들어야 하지만, 이런 평평한 삼각형의 경우 보는 각도가 바뀔 때의 컬러패턴 변환 감도가 낮으며, 컬러패턴 A나 B가 섬유의 폭에 맞춰 아주 가늘고 미세하므로, 시각적 효과에 영향을 준다. 따라서, 병렬삼각 디자인으로 이런 문제를 극복한다.

도 6의 위조방지섬유(2)는 하나의 삼각형 구조로 위조방지물질(1) 안에 있는 것으로서, 도 6a는 단면도이고 6b는 평면도이다. 컬러패턴 A, B는 각각 삼각형의 빗면에 배치되는데, 위조방지물질(1)이 투명하기 때문에 컬러패턴 A, B를 눈으로 볼 수 있다. 보는 각도가 a일 때 삼각형 구조물에 의해 컬러패턴 A는 보이되 B는 보이지 않으며, 마찬가지로 b 각도에서는 B만 보인다. 또, 위조방지물질(1)내의 위조방지섬유(2)가 2개의 빗면을 윗쪽을 향한채 원호 모양으로 휘어져 있으므로, 위조방지물질 표면에서는 컬러패턴 A와 B 둘다 동시에 보이거나 세번째 빗면(6)만 보인다. 여기서 등분축선(5)을 따라 섬유를 구부리는 것이 섬유의 양쪽 빗면의 A와 B를 동시에 위를 향하게 정확하게 조절하는데 아주 중요하다. 즉, 컬러패턴 A와 B 둘다 위조방지물질(1) 표면에 동시에 나타나도록 한다. 나머지 빗면(6)에 있는 컬러패턴은 위조방지물질(1)과 같은 색이거나 투명이다. 이런 삼각구조를 채택하는 주원인은 다음의 3가지이다:

1. 컬러 라인의 폭이 30㎛ 미만이면 눈으로 보기가 곤란하지만 같은 높이의 삼각형 구조라면 눈으로 볼 수 있는 컬러 면적이 커지고, 종이나 플라스틱 필름의 두께가 더 얇으면 섬유의 높이를 종이나 플라스틱필름 두께보다 크게하기가 불가능한데, 일반적으로 화폐의 두께가 90㎛를 넘지 않고 복사지의 두께도 80㎛를 넘지 않으므로, 이런 두께로 종이에 섬유를 추가해야만 하므로 삼각 구조의 섬유가 가장 좋은 선택이다. 2. 4각형 단면과 비교하면 삼각형 단면은 안정성이 좋고 화폐제조공정중의 성형 프레스에서 위조방지물질의 표면에 컬러패턴 A와 B가 균일하게 나타난다. 3. 삼각형 구조의 특징은 밑면(6)의 컬러패턴만이 위조방지물질 표면에 나타날 수 있다는 것인데, 이는 밑변쪽에는 볼록구조가 전혀 없어서 보는 각도 변화에 따른 시각차가 생기지 않기 때문이다. 이런 상황에 대비해, 밑면쪽의 컬러패턴은 백색으로 하거나 위조방지물질과 같은 색깔로 하고, 이 경우 위조방지물질 표면에 컬러패턴이 나타날 때 위조방지물질과 같은 색이나 백색으로 섬유 표면에 제시된 컬러패턴이 눈에 보이지 않게 한다.

도 7은 위조방지물질내의 이중 삼각단면형 위조방지섬유를 보여주는데, 7a는 단면도이고 7b~c는 평면도이다. 위조방지물질이 투명하므로, 그 표면에 제시된 컬러패턴 A와 B를 눈으로 볼 수 있는바, a에서 볼 때는 (A1+A2의 시각효과를 갖는) 컬러패턴 A는 보이지만 B는 볼 수 없으며, b에서 볼 때는 (B1+B2의 시각효과를 갖는) B는 볼 수 있지만 A는 볼 수 없다. 또, 위조방지물질내 섬유를 축선(5)을 따라 구부릴 수 있거나(도 3b 참조) 직선형으로 할 수 있으므로(도 3c 참조), 컬러패턴 A와 B를 동시에 볼 수 있거나, 또는 밑면(6)의 컬러패턴만을 볼 수 있다. 밑면(6)의 컬러패턴은 위조방지물질(1)과 같은 색으로 하거나 백색으로 한다. 이런 구조의 실제 효과는 다음과 같다. 1. 단일 삼각형 구조에 비해 섬유높이는 같으면서도 시각면적이 더 넓어져 두께 50㎛ 미만의 아주 얇은 종이에도 사용할 수 있다. 2. 전체체적으로 평평한 형태인 섬유라 길이가 더 짧아 구부릴 필요조차 없는 경우에도 섬유의 양쪽 빗면에서 컬러패턴 A와 B를 위조방지물질(1)의 표면에 동시에 제공할 수 있거나 밑면(6)의 컬러패턴만을 위조방지물질 표면에 제공할 수 있다.

도 8은 섬유(2)의 단면이 사각형인 경우로서, 8a는 단면도이고 8b는 평면도이다. 도 6의 삼각형 단면과 비교해, 이 섬유(2)는 축선(5)을 따라 휘어져 있고 동일한 높이에서 위조방지물질(1)내의 시각 면적이 절반까지 축소되었지만, 그 장점은 컬러패턴 A와 B를 갖는 표면이나 A'와 B'를 갖는 표면이 윗쪽이나 아래를 향하고 있어서, 보는 각도가 바뀌면 섬유의 색이 변하게 된다. 이 경우는 종이나 필름이 더 두꺼운 경우에 맞는다.

도 9는 단면이 사각형인 섬유(2) 3개를 연결한 것으로서, 9a는 단면도이고 9b~c는 평면도이다. 도 8의 경우와 비교하면 섬유의 높이는 같아도 시각면적은 더 크다. 섬유들이 연결되어 전체적으로 평평한 형태이므로, 길이가 더 짧아 구부릴 필요조차 없는 섬유라도 (A1~3의 조합인) 컬러패턴 A와 (B1~3의 조합인) 컬러패턴 B를 위조방지물질 표면에 동시에 제공할 수 있다.

도 10은 단면이 사다리꼴인 경우로서, 10a~b는 단면도이고 10c~d는 평면도이다. 사다리꼴은 안정성은 더 큰데, 컬러패턴 A와 B를 갖는 표면의 기울기가 훨씬 더 급격함에도 불구하고 아주 안정되어, 길이가 더 짧아 구부릴 필요조차 없는 섬유라도 컬러패턴 A와 B를 위조방지물질 표면에 동시에 제공할 수 있다. 도 10a는 사다리꼴 2개를 결합한 도 10b와 비교해 사다리꼴 하나인 경우로서 섬유의 높이가 훨씬 작고, 밑면(6)의 컬러패턴은 위조방지물질(1)과 같은 색이거나 백색으로 한다. 도 10b는 섬유 표면이 위를 향하는가에 무관하게 보는 각도가 바뀔 때마다 색이 바뀌는 효과를 낼 수 있으므로, 종이나 필름의 두께가 더 큰 경우에 적합하다. 도 10a의 사다리꼴 밑면(6)의 컬러패턴은 위조방지물질(1)과 같은 색이나 백색으로 한다.

도 11은 섬유를 투명한 물질(7)로 코팅한 경우이다. 투명한 물질(7) 때문에 본 발명의 위조방지섬유의 볼록 차폐구조를 갖는 부분표면(3)이 자연적으로 위조방지물질(1)의 표면에 제공된다. 도 11a~b의 섬유는 각각 단면이 삼각형과 사각형이고 원형의 투명물질(7)로 코팅된 것으로서, 목적은 제지과정이나 플라스틱 첨가 과정중에 섬유의 단면 형상의 안정성 확보를 위해 섬유의 압축강도를 증가시키는데 있다. 도 11c~d의 섬유는 각각 삼각형과 사각형 단면에 평평한 투명물질(7)을 코팅한 것으로서, 목적은 제지과정이나 플라스틱 첨가 과정중에 안정성 확보를 위해 압축강도를 증가시킴은 물론 섬유가 휘어지지 않은 경우에도 A와 B를 동시에 위조방지물질 표면에 제공하기 위함이다. 도 11e~f는 단면이 삼각형과 사각형인 섬유 어려개를 연결하고 투명물질(7)로 코팅한 것으로, 섬유의 안정성 확보를 위해 압축강도를 증가시키는데 목적이 있다.

도 12는 위조방지섬유(2)의 컬러패턴 A와 B 사이에 차폐기능을 갖는 알루미늄층(8)을 진공코팅한 경우이다. 실험에 의해 밝혀진 바로는, 섬유크기가 아주 작아, 유기물질로 섬유를 만들 때 컬러패턴 A와 B 사이에 색간섭이 일어나 A와 B의 미감에 심각한 영향을 주고, 결국 컬러패턴 사이의 시각차를 줄이게 된다. 이 문제 해결을 위해 A와 B 사이에 알루미늄 코팅층(8)을 고안했는데, 알루미늄 코팅은 저렴하기도 하고 두께 0.2㎛만 코팅해도 완벽한 차폐기능을 갖는다. 도 12a의 섬유는 삼각형 단면이고 중간의 알루미늄 코팅층(8)을 중심으로 마치 색이 서로 다른 2개의 섬유를 결합한 것 같다. 도 12b의 섬유는 단면이 삼각형이고 알루미늄 코팅층(8)을 섬유 표면에 배치한 것으로서, 알루미늄을 코팅한 뒤 섬유 표면에 색을 입힌 것이다. 도 12c의 섬유는 단면이 사각형이고 중앙에 알루미늄 코팅층(8)을 배치한 것으로서, 2가지 색 사이의 경계면을 알루미늄으로 코팅한 것이다. 도 12d의 섬유는 단면이 사각형이고 알루미늄 코팅층(8)을 섬유 표면에 배치한 것으로서, 중심축을 기준으로 한쪽 표면에 알루미늄 코팅층(8)을 배치하되, 알루미늄을 코팅한 뒤 색을 접착한다. 도 12e의 섬유는 삼각형 섬유를 여러개 연결한 것으로, 알루미늄 코팅층(8)은 삼각형의 같은쪽 표면(B1~3)에 배치된다. 또, 전체 위조방지섬유의 표면을 알루미늄으로 먼저 코팅한 뒤, 컬러패턴 A와 B를 각각의 표면에 인쇄한다.

이런 차폐구조는 아치형, 톱니형, 기타 불규칙 곡선 형상을 취할 수도 있다(도 13 참조).

위조방지물질은 유기필름이다. 전에는 위조방지용 플라스틱 필름에 위조방지섬유를 추가한 경우가 전혀 없었는데, 이는 플라스틱 필름은 찢기가 어렵고 위조방지섬유와 함께 용융되기 쉽기 때문인데, 위조방지를 위해서는 플라스틱필름을 찢고 위조방지섬유를 집어 점검해야 하기 때문이다. 위조범이 미세라인을 인쇄하여 비주얼 특징을 모방할 때 이를 간단히 확인할 방법이 없었다. 본 발명에서는 플라스틱 필름을 찢을 필요 없이 관찰만으로 충분하므로, 플라스틱필름을 사용할 수 있는 것이다.

위조방지섬유를 형광섬유로 하면, 형광등으로 비추면서 보는 각도를 바꿀 때 분명한 시각차를 볼 수 있다. 위조방지섬유는 적외선 섬유로 하면, 적외선을 비추면서 보는 각도를 바꿀 때 분명한 시각차를 볼 수 있다.

위조방지물질 표면에 제시되는 위조방지섬유의 표면을 조절하는 방법은 다음과 같다:

본 발명의 목적 달성에 가장 중요한 기술은 실제 생산과정에서 위조방지물질의 표면에 실제로 나타나는 섬유의 차폐구조를 효과적으로 조절하는 것이다. 이론적 분석과 수많은 실험에 의하면, 제지과정중에 섬유가 탄성경도를 가질 때 섬유에서 가장 넓은 부분이 종이 표면에 확실히 나타난다. 본 발명에서 위조방지섬유의 넓은 면적이 위조방지물질에 나타나는 면적으로 되는바, 예컨대 위조방지섬유가 직선이고 그 단면이 길이방향으로 동일하면 기질에 직사각형으로 나타난다(14a 참조). 위조방지섬유가 직선이고 단면이 일정하지 않으면 섬유의 최대폭과 섬유의 길이를 곱한 면적이 나타난다(도 14b 참조). 위조방지섬유가 곡선이면 섬유의 휘어진 부분이 커버하는 폭과 길이로 표현된 면적이 나타난다(도 14c 참조).

위조방지섬유(2)가 곡선형이면, 휘어진 부분의 윗면이 섬유 표면(3)이다(도 15a~b 참조). 위조방지섬유의 단면의 최대 폭(c)은 위조방지물질의 표면에 평행하고 섬유의 최대 높이(d)보다 작거나 같다. 즉, 위조방지섬유(2)의 높이 d는 길이를 따라 중심을 자른 축선에 해당하고 이것은 위조방지물질 표면에 수직이다(도 15b 참조). 따라서, 섬유가 휘어진 상태에 있을 때에도 종이면에 위조방지섬유의 표면(3)이 노출될 수 있는 것이다. 휘어진 위조방지섬유(2)의 최대 수평 길이를 기하학적 폭 e라 하면(도 15a 참조), 이런 기하학적 폭이 섬유의 높이 d의 2배 이상일 때 위조방지섬유(2)가 휘어진 상태에서도 위조방지물질 표면에 완벽히 나타날 수 있다.

위조방지섬유(2)의 단면의 일부분(9)이 길이방향으로 평평하면, 이 부분이 위조방지물질 표면에 나타난다(도 16 참조). 섬유(2)의 단면이 전체적으로 평평하면 이 부분이 위조방지물질 표면에 나타날 것이다. 섬유(2)의 평탄부의 색은 위조방지물질과 같은 색이거나 흑색 또는 백색이 바람직하다.

본 발명의 위조방지섬유의 재료는 유기물질이나 금속일 수 있다.

본 발명의 위조방지물질은 종이, 판지 또는 유기필름이다. 위조방지섬유(2)를 2개의 펄프층이나 유기필름 사이에 끼우거나, 펄프층과 다른 물질층 사이에 끼우거나, 유기필름과 다른 물질층 사이에 끼우거나, 위조방지물질 표면에 접착하거나, 위조방지물질 표면에 삽입할 수 있다.

본 발명의 위조방지섬유의 각종 볼록구조는 다이로 성형될 수 있다. 컬러패턴은 접착필름, 정밀인쇄, 열전사 등의 과정을 거쳐 섬유에 만들어질 수 있고, 단색 컬러패턴의 경우 먼저 잉크를 분사한 다음 합성하면 되지만, 다른 색을 열전사하여 만들 수도 있다.

위조방지섬유를 제지공정중에 펄프에 직접 추가하여 제작한 다음 다층 종이에 끼워넣을 수도 있다.

Claims (20)

1. 위조방지섬유(2)가 분포되어 있고 위조방지섬유의 부분표면(3)이 위조방지물질(1)의 표면에 나타나는 위조방지물질에 있어서:

   상기 부분표면(3)에 볼록 차폐구조가 형성되고, 분명한 시각차를 갖는 2가지 컬러패턴(A,B)이 상기 부분표면(3)에 분포되어 있어, 위조방지물질(1)의 표면(1")에 상기 부분표면(3)이 나타나지만, 보는 각도를 달리하면 컬러패턴 A와 B가 각각 별도로 보이고, 종이, 판지 또는 유기필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 위조방지물질.
2. 제1항에 있어서, 위조방지물질(1)의 표면(1")에서 상기 부분표면(3)을 보는 2가지 각도 a와 b가 있고, 각도 a에서 섬유(2)의 부분표면(3)을 보면 볼록 차폐구조 때문에 컬러패턴 A만 보이고 B는 보이지 않으며, 각도 b에서 섬유(2)의 부분표면(3)을 보면 마찬가지로 볼록 차폐구조 때문에 컬러패턴 B만 보이고 A는 보이지 않는 것을 특징으로 하는 위조방지물질.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 위조방지섬유(2)의 볼록 차폐구조의 단면(4)이 삼각형인 요소를 포함하고, 삼각형 요소의 양쪽 빗면(3',3")에 컬러패턴 A와 B가 각각 제공되는 것을 특징으로 하는 위조방지물질.
4. 제3항에 있어서, 위조방지섬유(2)의 단면이 사각형이 하나이거나 여러개의 사각형을 연결한 형태이고, 위조방지섬유(2)가 휘어진 것을 특징으로 하는 위조방지물질.
5. 제1항에 있어서, 위조방지섬유(2)의 부분표면(3)이 위조방지물질(1)의 표면에 최대 면적으로 제시되는 것을 특징으로 하는 위조방지물질.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 위조방지섬유(2)가 위조방지물질(1)의 표면에 휘어진 형태로 나타나는 것을 특징으로 하는 위조방지물질.
7. 제1항에 있어서, 위조방지섬유(2)의 외측면을 투명 물질(7)로 코팅한 것을 특징으로 하는 위조방지물질.
8. 위조방지물질(1)에 삽입되어 위조방지물질(1)의 표면(1")에 부분표면(3)이 나타나는 위조방지섬유에 있어서:

   상기 부분표면(3)에 볼록 차폐구조가 있고, 차폐구조에 2가지 커러패턴 A와 B가 분포되어 있으며, 이들 컬러패턴 A와 B가 부분표면(3)에서 분명한 시각차를 가져, 위조방지물질(1)의 표면(1")에서 보는 각도를 달리하면서 부분표면(3)을 보면 컬러패턴 A와 B가 각각 별도로 보이는 것을 특징으로 하는 위조방지섬유.
9. 제8항에 있어서, 위조방지물질(1)의 표면(1")에서 상기 부분표면(3)을 보는 2가지 각도 a와 b가 있고, 각도 a에서 섬유(2)의 부분표면(3)을 보면 볼록 차폐구조 때문에 컬러패턴 A만 보이고 B는 보이지 않으며, 각도 b에서 섬유(2)의 부분표면(3)을 보면 마찬가지로 볼록 차폐구조 때문에 컬러패턴 B만 보이고 A는 보이지 않는 것을 특징으로 하는 위조방지섬유.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 위조방지섬유(2)의 부분표면(3)이 위조방지물질(1)의 표면에 최대 면적으로 제시되는 것을 특징으로 하는 위조방지섬유.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 위조방지물질(1)의 표면에 휘어진 형태로 나타나는 것을 특징으로 하는 위조방지섬유.
12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 위조방지섬유(2)의 단면(4)이 길이 전체나 일부를 따라 평평한 형상이고, 위조방지섬유(2)의 상기 부분표면(3)이 평평한 표면으로 보이는 것을 특징으로 하는 위조방지섬유.
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