KR101131145B1 - 적외선 흡수 특성을 가지는 위조방지용 용지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적외선 흡수 특성을 가지는 위조방지용 용지에 관한 것으로, 상기 용지는 비가시부인 적외선 영역에서는 증가된 근적외선의 흡수강도로 가지며, 가시영역에서는 가시선을 반사하면서 적외선 영역에서는 근적외선 부분을 흡수함으로써 진위를 용이하게 식별할 수 있고, 품질이 우수한 고품위의 위조방지용 제품인 은행권, 수표, 유가증권, 우표, 주민카드, 여권, 신용카드, 상품권 및 기밀문서에 용이하게 적용할 수 있는 기능성 용지제공에 기여할 것이다.

Description

적외선 흡수 특성을 가지는 위조방지용 용지{Infrared Absorption Paper for counterfeit prevention}
본 발명은 적외선 흡수 특성을 가지는 위조방지용 용지에 관한 것이다.
일반적으로 용지는 구성 성분을 크게 나누면 섬유와 충전제로 이루어지며, 상기 섬유는 보안성이 요구되는 용지를 제조하는 과정에서는 주된 원료로 사용하고 있다. 또한, 위조방지를 포함한 여러 용도의 용지는 비용의 측면, 인쇄적성 향상 측면에서 섬유 외에 일정량의 무기물을 충전제를 사용하고 있는데, 충전제는 종류에 따라 그 화학적 조성이 다른 특징을 갖는다.
상기 용지의 충전제는 일반적으로 광물성 분말을 이용하며 점토, 카올린, 탄산칼슘, 이산화티탄, 황산바륨 등이 있으며, 이는 기지의 일반적인 기술에 속한다. 이러한 충전제는 종이를 백색화하며, 불투명성 증대, 인쇄적성 향상, 치수 안정성 향상 및 원료비 절감 등의 역할을 하고 있으며, 사용되는 함량은 용지 전체에 대하여 20 중량% 수준 이하로 사용되고 있다.
특히, 종래부터 보안성이 요구되는 은행권, 유가 증권, 주요문서 등의 문서에는 위조를 방지하기 위하여 다양한 방법들이 채택되어 왔다. 그 일예로, 적외선 흡수물질을 잉크로 만들어 용지 또는 적정 시트에 코팅하거나 인쇄하여, 상기 적외선 흡수물질의 흡수와 반사 특성을 기기 감지요소, 위조방지요소로 이용하는 방법이 그 예이다.
그러나 일반적으로 위, 변조를 방지하기 위한 인쇄용 잉크에 사용되는 적외선 흡수제는 염료 또는 안료형태를 취하고 있기 때문에 특정분야에 효과적으로 이용되기 위해서는 특정방법이 요구되어 이용하는데 한계가 있었다.
또한, 적외선 흡수물질이 녹색, 청색, 갈색, 적색 및 흑색의 어두운 색상을 띠고 있어, 종이가 기본적으로 추구하는 백색의 색상을 구현할 수 없어 용지 자체에 첨가하여 사용하는 것은 불가능하였다.
그러나 근본적으로 위조를 방지하기 위해서는 용지 자체에 보안성을 부여한 기능성 용지의 제조가 요구되고 있으나 현실에서는 위조방지를 위하여 제지 공정에서 적외선 흡수물질을 직접 이용하는 것에는 한계가 있었다.
이에 본 발명자들은 과학적이고 합리적인 방법으로 철저한 보안성이 요구되는 용지에 대한 지속적인 연구를 수행한 결과, 용지가 우선적으로 추구하여야 하는 기본적인 특성인 백색 내지 유색의 색상 및 우수한 적외선 흡수강도를 가진 용지 자체에 보안성을 부여한 기능성 용지를 발견하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 용지 자체에 보안성을 부여한 기능성 용지의 제조의 어려움과 재현성을 극복하기 위한 것으로, 자외선 흡수물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지를 제공하고자 한다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이며 과장되어 도시될 수 있다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 백색 내지 담색화된 적외선 흡수물질을 첨가함으로써 시각적으로는 백색 내지 옅은 색상 및 근적외선 영역에서 적외선을 흡수하는 특성을 갖는 위조방지 용지를 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 위조방지용 용지는 제지 공정 중 지료 제조공정에 직접 첨가하여 제조하거나 또는 제지 공정 중 함침공정에서 있어서 적외선 흡수물질이 포함되어 있는 표면처리 용액에 원지를 직접 침지시켜 제조하는 용지 자체에 보안성을 부여한 기능성 용지인 것이 특징이고, 상기 위조방지용 용지는 백색 내지 유색의 색도를 가지는 적외선 흡수물질을 포함하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 상기 적외선 흡수물질은 근적외선 영역의 0.75 내지 3μm의 파장 또는 700 내지 1500 ㎚의 적외선 영역을 흡수하며, 우수한 몰 흡광계수 및 입자화 특성을 가지는 것이 특징이다.
상기 적외선 흡수물질은 니켈디티올계, 시아닌계, 스크와리움계, 크로코니움계, 디이모늄계, 아미늄계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계 및 아미늄계로부터 선택되는 1종 이상의 염료 및 고분자 수지의 결합 화합물; 전이원소를 중심으로 하여 하나 이상의 음이온을 포함한 산화물 또는 인산화물; 및 무기계 적외선 흡수 광물질;로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것으로, 보다 상세하게는 CuF2, CuFOH, Cu(OH)2, Cu3(PO4)2ㆍ2H2O, Cu3(PO4)2, Cu2PO4(OH), Cu3(PO4)2ㆍCu(OH)2, Cu3(PO4)(OH)3, Cu5(PO4)3(OH)4, CuAl6(PO4)4(OH)8ㆍ5H2O, Cu2P2O7ㆍ3H2O, Cu2P2O7, Cu3(P3O9)2, FeF2ㆍ4H2O, FeF2, Fe3(PO4)2ㆍ8H2O, LiFePO4, NaFePO4, Fe2SiO4, FexMg2-xSiO4, FeCO3, Ni3(PO4)2ㆍ8H2O, TiP3O9. Ca2Fe(PO4)2ㆍ4H2O, MgFePO4F, YbPO4로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것으로, 바람직하게는 Cu2P2O7를 사용한다.
구체적인 일예로, 사불화붕산구리 57 중량%, 정인산 42 중량% 및 산화알류미늄 1 중량% 를 함유하는 수용액을 비수용성 용제에 첨가하여 침전시킨 다음 여과하고 분리하여 소성시켜서 산화지르코니움계 볼밀 분쇄기로 10 ㎛ 이하로 미세입자화하여 제조된 적외선 흡수물질을 이용한다.
본 발명의 위조방지용 용지는 백색 내지 유색을 가지는 적외선 흡수물질을 포함하는 것이 특징이며, 그 함량은 용지에 대하여 1 내지 50 중량%로 함유되는 것이 특징이다.
본 발명의 위조방지용 용지는 가시부 영역에서는 시각적으로는 백색 내지 유색으로 착색된 형태를 보이면서 종이가 기본적으로 추구하는 백색의 색상을 구현하였을 뿐 아니라 비가시부인 적외선 영역에서는 근적외선 부분을 흡수함으로써 진위를 용이하게 식별할 수 있는 장점이 있고, 복사로는 재현할 수 없는 용지 자체에 보안성을 부여한 기능성 용지인 것이 특징이다.
본 발명에 따른 위조방지용 용지는 펄프섬유와 충전제를 혼합하고 결합제로 처리하여 만들어지며, 상기 충전제는 광물성 분말을 이용하며 점토, 카올린, 탄산칼슘, 이산화티탄, 황산바륨으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것으로, 충전제의 함량은 용지의 종류와 특성에 따라 1 내지 50 중량%를 함유할 수 있으며, 상기 충전제의 전부 또는 일부를 백색 내지 유색을 가지는 적외선 흡수물질로 대체할 수 있다.
상기 위조방지용 용지는 형광, 적외선, 감열, 감압, 유기색소 및 엔티스톡 물질로부터 선택되는 어느 1종 이상의 미립자를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 위조방지용 용지에 있어서, 백색 내지 유색의 적외선 흡수물질은 시각적으로 백색 내지 유색의 색도로 착색된 형태로 보이게 하여 종이가 기본적으로 추구하는 백색 내지 유색의 색도의 색상을 구현하게 하기 위한 중요한 조건이며, 용지 내 적외선 흡수물질이 가지는 근적외선 영역에서 적외선 흡수강도를 증가시킴으로써 기존의 진위여부 또는 위조방지 적용에 한계가 있었던 적외선 흡수물질 적용에 따른 문제점을 근본적으로 개선하게 하는데 중요한 의미를 가진다.
본 발명에 따른 적외선 흡수물질은 용지에 대하여 1 내지 50 중량%로 함유되어 있는 것으로, 용지 전반 또는 국부적으로 분포하는 것을 특징으로 하고, 상기 적외선 흡수물질은 입자의 크기가 0.1 ㎚ 내지 0.1 ㎜인 것을 특징으로 한다.
상기 적외선 흡수물질은 위조방지용 용지에 있어 제지공정의 특성 및 용지의 특성에 의해 적외선 흡수물질의 함량의 범위 및 입자의 크기의 범위는 중요한 의미를 가진다. 만약 본 발명의 적외선 흡수물질이 용지에 대하여 1 중량% 미만으로 함유되면 적외선 흡수 등의 효과가 미흡하여 위변조 방지효과를 기대할 수가 없으며, 만약 적외선 흡수물질이 용지에 대하여 50 중량%를 초과하여 함유될 경우는 혼합된 적외선 흡수물질 입자들이 섬유간 결합을 방해하여 제조된 종이의 강도가 지나차게 감소하는 문제가 있다.
또한 적외선 흡수물질의 입자 크기 역시 0.1 nm 미만의 크기를 사용할 경우 종이의 제조과정에서 유실될 가능성이 높으며, 입자의 크기가 0.1 mm를 초과하는 적외선 흡수물질을 사용할 경우, 적외선 흡수물질 입자들이 종이 전체에 분포되는 균일성이 떨어져 근적외선 흡수는 강해지지만 백색에 따른 난반사가 증가하여 표리면 색상 차이를 크게 증가시킴으로써 위변조 방지효과가 저하되어 진위 식별이 용이하지 못하고, 종이 구조 내에서 섬유와의 단단한 결합이 이루어지지 않아 인쇄과정에서 분리 후 떨어져 인쇄기를 오염시키는 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 위조방지용 용지는 단층 또는 다층으로 제조될 수 있고, 상기 용지는 섬유 종이, 플라스틱 카드, 플라스틱 필름 및 고분자 시트인 것으로, 상기 위조방지용 또는 진위식별용 용지는 은행권, 수표, 유가증권, 우표, 주민카드, 여권, 신용카드, 상품권 및 기밀문서로부터 선택되는 어느 하나 이상의 용도로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 위조방지용 용지는 시각적으로 백색 내지 유색의 색도로 착색된 형태로 보이게 하여 종이가 기본적으로 추구하는 색상을 구현하였을 뿐 아니라 복사로는 재현할 수 없는 용지 자체에 보안성을 부여한 기능성 용지를 용이하게 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 위조방지용 용지는 비가시부인 적외선 영역에서는 증가된 근적외선의 흡수강도를 가지며, 가시영역에서는 가시선을 반사하면서 적외선 영역에서는 근적외선 부분을 흡수함으로써 진위를 용이하게 식별할 수 있어 품질이 우수한 고품위의 위조방지용 제품인 은행권, 수표, 유가증권, 우표, 주민카드, 여권, 신용카드, 상품권 및 기밀문서에 용이하게 적용할 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[ 실시예 1]
고해도 55±5 °SR의 면섬유에 충전제로서 이산화티탄을 펄프 건조중량에 대하여 각각 2.0 중량% 및 적외선 흡수물질로 Cu2P2O7 5.0 중량%를 첨가한 후, 물을 첨가하여 고형분 농도가 1.5 중량%인 지료를 제조하였다. 상기 지료에 단위결정체당 13개의 알루미늄원자핵과 전하 +7을 갖는 폴리알루미늄클로라이드를 산화알루미늄(Al2O3) 기준 0.02 중량%를 첨가한 후 30분 동안 교반하면서 반응시켰다. 반응이 끝난 지료에 폴리아미드에피클로로히드린 1.0 중량%를 첨가하여 3분간 교반한 후, 물을 첨가하여 고형분 농도가 0.2 중량%로 지료를 희석하였다. 금망이가 부착된 수초지기에서 상기 고형분이 0.2% 농도인 지료 1000 ㎖를 넣고, 탈수한 후 건조하여 평량 100 g/m2의 종이를 제조하였다.
상기 적외선 흡수물질인 Cu2P2O7은(한국특허 제2006-0085074호에 의거 제조, 평균입자 약 2 ㎛, 백색 색상) 건조된 사불화붕산구리 160 g, 정인산 120 g 및 산화알루미늄 5 g을 혼합하고 교반하여 150℃에서 충분히 건조한 다음 600℃에서 2시간 소성하였다. 상기 소성물을 50미크론 정도가 되도록 스틸밀로 전처리하고 산화지르코니움 재질의 볼밀기를 이용하여 평균입자가 2.0 ㎛ 가 되도록 분쇄하였다.
[ 실시예 2]
고해도 55±5 °SR의 면섬유에 충전제로서 섬유 건조중량에 대하여 이산화티탄 2.0 중량%와 적외선 물질로서 Cu2PO4(OH)(SIGMA-ALDRICH사, Copper(II) hydroxide phosphate, 시약급, 평균입자 약 2 ㎛, 미청색 색상) 5.0 중량% 각각 첨가하고, 물을 첨가하여 고형분 농도가 1.5 중량%인 지료를 제조하였다. 그 밖의 공정은 상기 실시예 1과 같다.
[ 실시예 3]
고해도 55±5 °SR의 면섬유에 충전제로서 펄프 건조중량에 대하여 이산화티탄 2.0 중량%와 적외선 물질로서 YbPO4(일본 공개특허공보 제08-143853호에 의거 제조, 평균입자 약 2㎛, 백색 색상) 5.0 중량% 각각 첨가하고, 물을 첨가하여 고형분 농도가 1.5 중량%인 지료를 제조하였다. 그 밖의 공정은 상기 실시예 1과 같다.
[ 실시예 4]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 다만 적외선 물질을 함침공정에서 적용하였다.
함침조 용액은 4.0 중량%의 폴리비닐알코올과 10%의 글리세린, 적외선 물질 로서 Cu2P2O7(한국특허 제2006-0085074호에 의거 제조, 평균입자 약 2 ㎛, 백색 색상) 10.0 중량%를 혼합한 60℃의 수용액을 표면처리 용액으로 하고, 상기 용액에 종이 원지를 침지 시킨 후, 롤프레스에 통과시켜 과다한 표면처리 용액을 제거하고, 다시 제2공정으로, 1.0 중량%의 붕사와 10.0 중량%의 글리세린이 혼합된 혼합물 수용액인 후처리 용액에 침지시키고, 롤프레스에 통과시킨 후, 건조와 조습처리를 하여 인쇄용지를 얻었다.
[ 실시예 5]
플라스틱 카드 제조에 사용되는 충전제인 이산화티탄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 탄산칼슘(CaCO3) 대신에 백색 적외선 물질을 첨가하여 만든 것으로, 경질 PVC 중량을 기준으로 적외선 물질 Cu2P2O7(한국특허 제2006-0085074호에 의거 제조, 평균입자 약 2㎛, 백색 색상) 7.0 중량%, 가소제 2.0 중량%, ABS 수지 10.0 중량%를 혼합하여 120 내지 160℃로 용융시킨 다음에 두께가 0.2 mm가 되도록 필름으로 제조하여 카드재질로 사용하였다.

Claims (11)

  1. 근적외선 영역의 0.75 내지 3 μm의 파장을 흡수하여 백색 내지 유색을 가지는 적외선 흡수물질을 첨가함으로써 시각적으로는 백색 내지 옅은 색상 및 근적외선 영역에서 적외선을 흡수하는 특성을 갖는 위조방지 용지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용지는 형광, 적외선, 감열, 감압, 유기색소 및 엔티스톡 물질로부터 선택되는 어느 1종 이상의 미립자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 적외선 흡수물질은 니켈디티올계, 시아닌계, 스크와리움계, 크로코니움계, 디이모늄계, 아미늄계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계 및 아미늄계로부터 선택되는 1종 이상의 염료 및 고분자 수지의 결합 화합물; 전이원소를 중심으로 하여 하나 이상의 음이온을 포함한 산화물 또는 인산화물; 및 무기계 적외선 흡수 광물질;로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 적외선 물질은 CuF2, CuFOH, Cu(OH)2, Cu3(PO4)2ㆍ2H2O, Cu3(PO4)2, Cu2PO4(OH), Cu3(PO4)2ㆍCu(OH)2, Cu3(PO4)(OH)3, Cu5(PO4)3(OH)4, CuAl6(PO4)4(OH)8ㆍ5H2O, Cu2P2O7ㆍ3H2O, Cu2P2O7, Cu3(P3O9)2, FeF2ㆍ4H2O, FeF2, Fe3(PO4)2ㆍ8H2O, LiFePO4, NaFePO4, Fe2SiO4, FexMg2-xSiO4, FeCO3, Ni3(PO4)2ㆍ8H2O, TiP3O9. Ca2Fe(PO4)2ㆍ4H2O, MgFePO4F, YbPO4로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 적외선 흡수물질은 용지에 대하여 1 내지 50 중량%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 적외선 흡수물질은 용지 전반 또는 국부적으로 분포하는 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 적외선 흡수물질은 입자의 크기가 0.1 ㎚ 내지 0.1 ㎜인 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 용지는 단층 또는 다층으로 제조되는 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 용지는 섬유 종이, 플라스틱 카드, 플라스틱 필름 및 고분자 시트인 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
  11. 제 1항 내지 제 2항, 제 4항 내지 제 10항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 용지는 은행권, 수표, 유가증권, 우표, 주민카드, 여권, 신용카드, 상품권 및 기밀문서로부터 선택되는 어느 하나 이상의 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 위조방지용 용지.
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