KR102002500B1 - Photonic crystal film for security feature, and method of manufacturing the same, and anti-counterfeiting product using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보안요소용 광결정 필름과 이의 제조방법 및 이를 포함하는 위조방지 물품에 관한 것으로, 보다 상세하게 폴리우레탄계 고분자 매트릭스; 및 상기 폴리우레탄계 고분자 매트릭스에 분산되며, 결정격자 구조로 배열된 콜로이드 입자를 포함하는 보안요소용 광결정 필름을 제공하며, 보안요소용 광결정 필름은 높은 반사율 특성을 가져 시인성이 우수하며, 유연성이 현저하게 향상되어 접기가 가능할 수 있다.The present invention relates to a photonic crystal film for a security element, a method for manufacturing the same, and an anti-falsification article including the same, and more particularly, to a photocatalyst film for a security element comprising a polyurethane based polymer matrix; And a colloid particle dispersed in the polyurethane based polymer matrix and arranged in a crystal lattice structure. The photonic crystal film for a security element has a high reflectance characteristic and is excellent in visibility, It can be improved and collapsible.

Description

보안요소용 광결정 필름과 이의 제조방법 및 이를 포함하는 위조방지 물품{Photonic crystal film for security feature, and method of manufacturing the same, and anti-counterfeiting product using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a photonic crystal film for a security element, a manufacturing method thereof, and an anti-falsification article including the photonic crystal film for security element,

본 발명은 보안요소용 광결정 필름과 이의 제조방법 및 이를 포함하는 위조방지 물품에 관한 것으로, 보다 상세하게 높은 반사율 특성을 가져 시인성이 우수하며, 유연성이 현저하게 향상되어 접기가 가능한(foldable) 보안요소용 광결정 필름 및 이를 포함하는 위조방지 물품에 관한 것이다.The present invention relates to a photonic crystal film for a security element, a method of manufacturing the same and an anti-falsification article including the same. More particularly, the present invention relates to a photonic crystal film for a security element, And an anti-falsification article comprising the same.

광결정(photonic crystal)이란 매트릭스와 서로 다른 굴절률을 갖는 입자가 규칙적으로 배열되어 결정격자를 이루는 물질로서, 빛의 파장 절반 수준에서 유전상수가 주기적으로 변함으로써 광 밴드갭을 갖는 물질을 말한다.A photonic crystal is a material that forms a crystal lattice by regularly arranging particles having different refractive indices from a matrix, and refers to a material having a photonic band gap by changing the dielectric constant periodically at a half wavelength of light.

광 밴드갭은 반도체에서 전자의 밴드갭이 전자를 제어하는 것과 동일한 방식으로 광결정에서 광자를 제어하는데, 외부에서 넓은 범위의 스펙트럼을 갖는 빛이 광결정에 입사하는 경우, 광 밴드갭에 해당하는 파장대의 빛만 물질 내부로 전파되지 못하고 선택적으로 반사된다. 이와 같은 광 밴드갭이 가시광선 영역에 존재하는 경우, 광 밴드갭에 의한 선택적 반사는 반사색으로 나타나게 된다.The photonic bandgap controls a photon in a photonic crystal in the same manner as the electron bandgap controls electrons in a semiconductor. When light having a broad spectrum from the outside is incident on the photonic crystal, the wavelength band corresponding to the photonic bandgap Light is selectively propagated without propagating into the material. When such a photonic band gap exists in the visible light region, the selective reflection due to the photonic band gap appears as a reflection color.

콜로이드 입자의 규칙적인 배열이 반사색을 보이는 것은 동일한 원리에 의해 나타나는 것으로서 광결정의 광 밴드갭에 해당하는 색깔이다. 콜로이드 광결정의 반사색은 콜로이드 및 매트릭스 물질의 굴절률, 결정구조, 입자의 크기, 입자 간의 간격 등에 의해 결정된다. 따라서 이를 제어함으로써 원하는 반사색을 갖는 광결정을 제조할 수 있다.The regular arrangement of the colloid particles is the color corresponding to the photonic bandgap of the photonic crystal, which is represented by the same principle as that of the reflection color. The color of the colloidal photonic crystal is determined by the refractive index of the colloidal and matrix materials, the crystal structure, the size of the particles, the spacing between the particles, and so on. Therefore, by controlling this, a photonic crystal having a desired reflection color can be manufactured.

한편, 필름 형태의 광결정은 필름의 두께를 두껍게 하여 반사율을 향상시켜 시인성이 우수한 반사색을 내도록 할 수는 있으나, 광결정 필름 자체의 기계적 강도가 매우 약하여 쉽게 깨지는 등의 내구성 문제로 인하여 취급이 용이하지 않으며, 유연성을 요하는 지폐, 보안문서 등의 영역에 적용하는 데는 한계가 있다.On the other hand, a photonic crystal in the form of a film can increase the reflectance by increasing the thickness of the film to give a reflection color excellent in visibility. However, since the mechanical strength of the photonic crystal film itself is very weak, There is a limit to apply to areas such as banknotes and security documents that require flexibility.

이에, 높은 반사율 특성을 가져 시인성이 우수하면서도 유연성이 현저하게 향상되어 접기가 가능한(foldable) 광결정 필름의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a photocrystalline film having a high reflectance characteristic and excellent visibility and flexibility, which is foldable.

유사 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0031862호가 제시되어 있다.A similar precedent document is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2015-0031862.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0031862호 (2015.03.25.)Korean Patent Publication No. 10-2015-0031862 (Feb.

본 발명은 높은 반사율 특성을 가져 시인성이 우수하면서도 유연성이 현저하게 향상되어 접기가 가능한 보안요소용 광결정 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a photonic crystal film for a security element which has high reflectance characteristics and is excellent in visibility and flexibility and can be folded.

또한, 본 발명은 높은 반사율 특성을 가져 시인성이 우수하면서도 유연성이 현저하게 향상되어 접기가 가능한 보안요소용 광결정 필름의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photonic crystal film for a security element, which has high reflectance characteristics and is excellent in visibility and flexibility and can be folded.

또한, 본 발명은 높은 반사율 특성을 가져 시인성이 우수하면서도 유연성이 현저하게 향상되어 접기가 가능한 보안요소용 광결정 필름을 포함하는 위조방지 물품을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an anti-fake article comprising a photonic crystal film for a security element which has a high reflectance characteristic and is excellent in visibility and flexibility and can be folded.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 폴리우레탄계 고분자 매트릭스; 및 상기 폴리우레탄계 고분자 매트릭스에 분산되며, 결정격자 구조로 배열된 콜로이드 입자를 포함하는 보안요소용 광결정 필름에 관한 것이다.One aspect of the present invention for achieving the above object is a polyurethane-based polymer matrix; And a colloidal particle dispersed in the polyurethane-based polymer matrix and arranged in a crystal lattice structure.

상기 일 양태에 있어, 상기 보안요소용 광결정 필름은 최대 반사율이 10% 이상일 수 있다.In one embodiment, the photonic crystal film for the security element may have a maximum reflectance of 10% or more.

상기 일 양태에 있어, 상기 보안요소용 광결정 필름은 두께가 10 내지 200 ㎛일 수 있다.In one embodiment, the photonic crystal film for the security element may have a thickness of 10 to 200 탆.

상기 일 양태에 있어, 상기 폴리우레탄계 고분자 매트릭스는 폴리우레탄계 예비중합체로부터 제조된 것일 수 있다.In the above embodiment, the polyurethane based polymer matrix may be prepared from a polyurethane based prepolymer.

상기 일 양태에 있어, 상기 폴리우레탄계 예비중합체는 80℃에서의 점도가 100 내지 1000 cps일 수 있다.In this embodiment, the polyurethane-based prepolymer may have a viscosity of 100 to 1000 cps at 80 캜.

상기 일 양태에 있어, 상기 폴리우레탄계 예비중합체는 중량평균분자량이 500 내지 30,000 g/mol일 수 있다.In this embodiment, the polyurethane-based prepolymer may have a weight average molecular weight of 500 to 30,000 g / mol.

상기 일 양태에 있어, 상기 폴리우레탄계 고분자 매트릭스와 콜로이드 입자의 굴절률 차이는 0.02 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the refractive index difference between the polyurethane based polymer matrix and the colloidal particles may be 0.02 or more.

상기 일 양태에 있어, 상기 폴리우레탄계 고분자 매트릭스의 굴절률은 1.4 내지 1.5이며, 콜로이드 입자의 굴절률은 1.3 내지 2.95일 수 있다.In one embodiment, the refractive index of the polyurethane based polymer matrix is 1.4 to 1.5, and the refractive index of the colloidal particles may be 1.3 to 2.95.

상기 일 양태에 있어, 상기 콜로이드 입자의 평균 입경은 50 내지 315 ㎚일 수 있다.In this embodiment, the average particle diameter of the colloidal particles may be 50 to 315 nm.

상기 일 양태에 있어, 상기 콜로이드 입자는 하기 관계식 1을 만족하는 것일 수 있다.In the above embodiment, the colloidal particles may satisfy the following relational expression (1).

[관계식 1][Relation 1]

Da×0.95 ≤ Ds ≤ Da×1.05Da x 0.95? Ds? Da x 1.05

(상기 관계식 1에서, Ds는 콜로이드 입자의 입경(㎚)이며, Da는 콜로이드 입자의 평균 입경(㎚)이다.)(In the above relational expression 1, Ds is the particle diameter (nm) of the colloidal particles and Da is the average particle diameter (nm) of the colloidal particles.)

상기 일 양태에 있어, 상기 콜로이드 입자는 금속 나노입자, 금속산화물 나노입자, 유기 나노입자 및 탄소구조체 나노입자 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.In one embodiment, the colloidal particles may be selected from metal nanoparticles, metal oxide nanoparticles, organic nanoparticles, and carbon nanoparticles.

본 발명의 다른 일 양태는 상기 각 양태의 보안요소용 광결정 필름을 포함하는 위조방지 물품에 관한 것이다.Another aspect of the invention relates to an anti-fake article comprising a photonic crystal film for the security element of each of the above aspects.

본 발명의 또 다른 일 양태는 폴리우레탄계 예비중합체, 콜로이드 입자 및 광개시제를 포함하는 분산액을 기재 상에 도포하거나 또는 두 개의 평행한 투명평판 사이에 주입하고 광조사하는 단계를 포함하는 보안요소용 광결정 필름의 제조방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a photonic crystal film for a security element comprising a polyurethane-based prepolymer, a colloid particle and a photoinitiator, the dispersion being applied on a substrate or injected between two parallel transparent plates and irradiated with light And a method for producing the same.

상기 일 양태에 있어, 상기 분산액은 60 내지 100℃의 온도 조건에서 상기 기재 상에 도포되거나 또는 상기 두 투명평판 사이에 주입될 수 있다.In the above embodiment, the dispersion may be applied on the substrate at a temperature of 60 to 100 DEG C or may be injected between the two transparent plates.

본 발명에 따른 보안요소용 광결정 필름은 폴리우레탄계 고분자 매트릭스; 및 상기 폴리우레탄계 고분자 매트릭스에 분산되며, 결정격자 구조로 배열된 콜로이드 입자를 포함함으로써, 보안요소용 광결정 필름의 유연성이 향상될 수 있으며, 폴리우레탄계 고분자와 콜로이드 입자 간의 접착력이 우수하여 콜로이드 입자가 매트릭스로부터 쉽게 분리되지 않을 수 있다. 이로부터 쉽게 깨지거나 벗겨지는 등의 필름 손상이 방지되어 필름의 내구성이 향상되고 필름을 용이하게 취급할 수 있어, 유연성을 요하는 지폐, 보안문서 등의 위조방지 물품에 보안요소로 적용할 수 있다는 장점이 있다.A photonic crystal film for a security element according to the present invention comprises a polyurethane based polymer matrix; And the colloidal particles dispersed in the polyurethane based polymer matrix and arranged in a crystal lattice structure can improve the flexibility of the photonic crystal film for the security element and the adhesion between the polyurethane based polymer and the colloid particles is excellent, As shown in FIG. It is possible to prevent film damage such as breakage or peeling easily, thereby improving the durability of the film and facilitating handling of the film, so that it can be applied as a security element to anti-counterfeit articles such as bank notes and security documents requiring flexibility There are advantages.

도 1은 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 보안요소용 광결정 필름의 반사율(%) 측정 자료이다.FIG. 1 is a reflectance (%) measurement data of a photonic crystal film for a security element manufactured according to Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 보안요소용 광결정 필름과 이의 제조방법 및 이를 포함하는 위조방지 물품에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a photonic crystal film for a security element according to the present invention, a method of manufacturing the same, and an anti-fake article including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms, and the following drawings may be exaggerated in order to clarify the spirit of the present invention. Also, throughout the specification, like reference numerals designate like elements.

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.Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

종래 제안된 보안요소용 광결정 필름은 ETPTA (ethoxylated trimethylolprpane triacrylate)를 광경화한 고분자를 매트릭스로 사용하였다. 이와 같은 경우 광결정 필름이 우수한 반사율과 약간의 유연성은 가지나, 접거나 구기거나 하는 등의 고도의 물리적 변형이 가해질 경우 필름이 쉽게 깨지거나 손상되어 보안요소로서 실제 응용하는 데에는 한계가 있었다.Conventionally proposed photonic crystal films for security elements use photocurable polymers of ETPTA (ethoxylated trimethylolprpane triacrylate) as a matrix. In such a case, the photonic crystal film has excellent reflectance and little flexibility, but when the physical deformation such as folding or grinding is applied, the film is easily broken or damaged, which has limitations in practical application as a security element.

이에, 본 발명자들은 고도의 물리적 변형에도 쉽게 손상되지 않는 보안요소용 광결정 필름을 제시하고자 한다.Accordingly, the present inventors intend to propose a photonic crystal film for a security element which is not easily damaged by a high degree of physical deformation.

상세하게, 본 발명의 일 예에 따른 보안요소용 광결정 필름은 특정 파장에 대하여 반사 스펙트럼을 가지는 것으로, 폴리우레탄계 고분자 매트릭스; 및 상기 폴리우레탄계 고분자 매트릭스에 분산되며, 결정격자 구조로 배열된 콜로이드 입자를 포함할 수 있다.In detail, a photonic crystal film for a security element according to an exemplary embodiment of the present invention has a reflection spectrum with respect to a specific wavelength, and includes a polyurethane based polymer matrix; And colloidal particles dispersed in the polyurethane based polymer matrix and arranged in a crystal lattice structure.

이처럼, 매트릭스로 폴리우레탄계 고분자를 사용함으로써 보안요소용 광결정 필름의 유연성이 향상될 수 있으며, 폴리우레탄계 고분자와 콜로이드 입자 간의 접착력이 우수하여 콜로이드 입자가 매트릭스로부터 쉽게 분리되지 않을 수 있다. 이로부터 쉽게 깨지거나 벗겨지는 등의 필름 손상이 방지되어 필름의 내구성이 향상되고 필름을 용이하게 취급할 수 있어, 유연성을 요하는 지폐, 보안문서 등의 위조방지 물품에 보안요소로 적용할 수 있다는 장점이 있다.As described above, the flexibility of the photonic crystal film for the security element can be improved by using the polyurethane polymer as the matrix, and the adhesion between the polyurethane polymer and the colloid particles is excellent, so that the colloid particles may not be easily separated from the matrix. It is possible to prevent film damage such as breakage or peeling easily, thereby improving the durability of the film and facilitating handling of the film, so that it can be applied as a security element to anti-counterfeit articles such as bank notes and security documents requiring flexibility There are advantages.

구체적으로, 본 발명의 일 예에 따른 보안요소용 광결정 필름은 극히 우수한 유연성을 가질 수 있으며, 접는(fold) 등 고도의 물리적 변형이 가해질 경우에도 필름이 쉽게 깨지거나 손상되지 않기 때문에 접기 가능한(foldable) 소재로의 응용이 실질적으로 가능하다는 장점이 있다.Specifically, the photonic crystal film for a security element according to an exemplary embodiment of the present invention can have extremely excellent flexibility, and even when a highly physical deformation such as a fold is applied, the film is not easily broken or damaged, ) Material is practically possible.

또한, 이와 같이 극히 우수한 유연성을 가짐에 따라, 고도의 물리적 변형이 반복적으로 인가되는 환경에서도 보안요소용 광결정 필름이 손상되지 않고 원형 그대로 유지되어 보안요소용 광결정 필름이 필수적으로 가져야할 우수한 반사율 특성을 지속적으로 유지할 수 있으며, 이로부터 보안요소로써의 성질을 잃지 않을 수 있다.In addition, with such excellent flexibility, the photonic crystal film for a security element is kept intact in a circumstance where a high degree of physical deformation is repeatedly applied, so that the photonic crystal film for a security element has excellent reflectance characteristics It can be maintained continuously, and it can not lose its property as a security element.

본 발명의 일 예에 보안요소용 광결정 필름은 이에 반드시 제한되는 것은 아니나, 최대 반사율이 10% 이상, 보다 좋게는 20% 이상, 바람직하게는 40% 이상일 수 있다. 이처럼 우수한 반사율 특성을 가짐으로써 시인성, 식별성이 우수할 수 있으며, 기존의 우수한 반사율을 보인 광결정 필름과 대비할 시에도 전혀 떨어지지 않는 반사율을 보여 보안요소 용도로 충분히 사용이 가능하다. 특히 바람직하게는보안요소용 광결정 필름의 최대 반사율은 48% 이상일 수 있다. 최대 반사율의 상한은 특별히 한정하진 않으나, 실질적인 최대 반사율의 상한은 60% 이하일 수 있다. 이때, 최대 반사율이 나타나는 파장 영역은 사용되는 콜로이드 입자의 크기에 따라 달라질 수 있는 바, 그 파장 영역을 한정할 수 없음은 물론이다. 구체적으로 예를 들면 평균 입경이 170 ㎚인 구형의 실리카를 콜로이드 입자로 사용할 시, 최대 반사율은 530 내지 535 ㎚ 파장 영역에서 나타날 수 있으며, 반사색은 초록색 계열일 수 있다. 또는 평균 입경이 200 ㎚인 구형의 실리카를 콜로이드 입자로 사용할 시, 최대 반사율은 620 내지 630 ㎚ 파장 영역에서 나타날 수 있으며, 반사색은 붉은색 계열일 수 있다.In one example of the present invention, the photonic crystal film for a security element is not necessarily limited to this, but the maximum reflectance may be 10% or more, more preferably 20% or more, and preferably 40% or more. By having such excellent reflectance characteristics, it is possible to have excellent visibility and discrimination, and even when compared with a conventional photonic crystal film having excellent reflectance, it exhibits a reflectance that does not deteriorate at all. Particularly preferably, the maximum reflectance of the photonic crystal film for the security element may be 48% or more. The upper limit of the maximum reflectance is not particularly limited, but the upper limit of the practical maximum reflectance may be 60% or less. In this case, the wavelength region where the maximum reflectance appears may vary depending on the size of the colloidal particles used, and it is needless to say that the wavelength region can not be limited. Specifically, for example, when spherical silica having an average particle diameter of 170 nm is used as colloidal particles, the maximum reflectance may appear in a wavelength range of 530 to 535 nm, and the reflection color may be a green color series. Or when spherical silica having an average particle diameter of 200 nm is used as colloidal particles, the maximum reflectance may appear in a wavelength range of 620 to 630 nm, and the reflection color may be a red color series.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 보안요소용 광결정 필름이 접기 가능할 정도의 극히 우수한 유연성을 가지기 위해서는 적절한 두께 범위를 가지는 것이 바람직하며, 구체적으로 예를 들면 보안요소용 광결정 필름은 두께가 10 내지 200 ㎛일 수 있다. 이와 같은 범위에서 보안요소용 광결정 필름이 현저히 우수한 유연성을 가지면서도 적절한 기계적 강도가 유지되어 고도의 물리적 변형이 반복적으로 인가되는 환경에서도 보안요소용 광결정 필름이 손상되지 않고 그대로의 원형을 유지할 수 있다. 보다 좋게는 보안요소용 광결정 필름의 두께는 30 내지 150 ㎛일 수 있으며, 더욱 좋게는 50 내지 100 ㎛일 수 있다.For example, the photonic crystal film for a security element may have a thickness of 10 to 200 nm. The thickness of the photonic crystal film for a security element may be in the range of 10 to 200 nm, Lt; / RTI > In this range, the photonic crystal film for the security element has a remarkably excellent flexibility, but the proper mechanical strength is maintained, so that the photonic crystal film for the security element can be maintained in its original shape without being damaged even in the environment where high physical deformation is repeatedly applied. More preferably, the thickness of the photonic crystal film for the security element may be between 30 and 150 microns, and more preferably between 50 and 100 microns.

한편, 보안요소용 광결정 필름이 상술한 바와 같은 우수한 특성을 가지기 위해서는 고분자 매트릭스와 콜로이드 입자를 적절하게 선정하는 것이 바람직하다.On the other hand, in order for the photonic crystal film for security element to have excellent properties as described above, it is preferable to appropriately select the polymer matrix and the colloidal particles.

본 발명의 일 예에 있어, 폴리우레탄계 고분자 매트릭스는 폴리우레탄계 예비중합체(polyurethane-based prepolymer)로부터 제조된 것일 수 있는데, 접기 가능한 정도의 유연성 확보 및 콜로이드 입자와의 접착력 향상으로부터 보안요소용 광결정 필름의 손상을 방지하는 측면에서, 폴리우레탄계 예비중합체를 적절하게 선정하는 것이 매우 중요하다. 이때, 폴리우레탄계 예비중합체는 경화 가능 관능기를 함유하고 있는 비교적 중합도가 낮은 중합체로서, 폴리우레탄계 고분자 매트릭스가 되기 전의 폴리우레탄계 고분자를 의미하는 것일 수 있다.In one example of the present invention, the polyurethane-based polymer matrix may be one prepared from a polyurethane-based prepolymer. In order to secure flexibility to a degree that can be folded and to improve adhesion with colloidal particles, From the viewpoint of preventing damage, it is very important to appropriately select the polyurethane based prepolymer. Here, the polyurethane-based prepolymer may be a polyurethane-based polymer having a relatively low degree of polymerization, which contains a curable functional group, and is a polyurethane-based polymer matrix.

바람직하게, 본 발명의 일 예에 따른 폴리우레탄계 예비중합체는 적정 온도에서 적정 점도 범위를 가진 것일 수 있다. 이로부터 매우 얇은 두께의 보안요소용 광결정 필름 제조가 가능하며, 자체 유연성이 극히 우수한 폴리우레탄계 고분자 매트릭스가 형성되어 보안요소용 광결정 필름이 쉽게 깨지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 보안요소용 광결정 필름 제조 시, 후술하는 바와 같이, 분산액이 두 투명평판 사이로 용이하게 주입되어 필름 제조 공정 시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.Preferably, the polyurethane based prepolymer according to one example of the present invention may have an appropriate viscosity range at an appropriate temperature. From this, it is possible to manufacture a photonic crystal film for a security element having a very thin thickness, and a polyurethane polymer matrix having excellent self-flexibility can be formed, thereby preventing the photonic crystal film for security element from being easily broken or damaged. In addition, when a photonic crystal film for a security element is manufactured, as described later, the dispersion can be easily injected between two transparent flat plates, thereby shortening the film manufacturing process time.

구체적인 일 예로, 폴리우레탄계 예비중합체는 80℃에서의 점도가 100 내지 1,000 cps일 수 있으며, 보다 좋게는 200 내지 800 cps, 더욱 좋게는 300 내지 600 cps일 수 있다. 반면, 80℃에서 폴리우레탄계 예비중합체의 점도가 1,000 cps 초과일 경우, 분산액의 유동성이 부족하여 두 투명평판 사이로의 주입이 어려울 수 있으며, 이에 따라 필름 형상의 광결정 제조가 어려울 수 있다.As a specific example, the polyurethane-based prepolymer may have a viscosity at 80 ° C of from 100 to 1,000 cps, more preferably from 200 to 800 cps, and still more preferably from 300 to 600 cps. On the other hand, when the viscosity of the polyurethane based prepolymer is more than 1,000 cps at 80 캜, the fluidity of the dispersion may be insufficient, so that injection into the two transparent flat plates may be difficult, thereby making it difficult to produce a film-like photonic crystal.

아울러, 본 발명의 일 예에 따른 폴리우레탄계 예비중합체의 바람직한 중량평균분자량은 500 내지 30,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 극히 우수한 유연성을 가진 폴리우레탄계 고분자 매트릭스를 용이하게 형성할 수 있다. 보다 좋게는 폴리우레탄계 예비중합체의 중량평균분자량은 800 내지 10,000 g/mol일 수 있으며, 더욱 좋게는 폴리우레탄계 예비중합체의 바람직한 중량평균분자량은 1,000 내지 5,000 g/mol일 수 있다.In addition, the preferred weight average molecular weight of the polyurethane based prepolymer according to an exemplary embodiment of the present invention may be 500 to 30,000 g / mol. It is possible to easily form a polyurethane based polymer matrix having excellent flexibility in the above range. More preferably, the weight average molecular weight of the polyurethane based prepolymer may be 800 to 10,000 g / mol, and more preferably the weight average molecular weight of the polyurethane based prepolymer may be 1,000 to 5,000 g / mol.

보다 상세하게, 본 발명의 일 예에 따른 폴리우레탄계 예비중합체는 적어도 하나 이상의 광경화성 관능기를 함유하는 것일 수 있으며, 광경화성 관능기는 광조사를 통해 중합될 수 있는 중합성기라면 특별히 한정하진 않으나, 구체적으로 예를 들면 비닐기, 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기 등의 에틸렌성 불포화기일 수 있다.More specifically, the polyurethane-based prepolymer according to an example of the present invention may contain at least one photocurable functional group, and the photocurable functional group is not particularly limited as long as it is a polymerizable group capable of being polymerized through light irradiation, For example, an ethylenic unsaturated group such as a vinyl group, an acrylate group or a methacrylate group.

보다 구체적인 일 예로, 폴리우레탄계 예비중합체는 본 발명에서 목표로 하는 물성, 예를 들어 유연성, 굴절률 및 반사율 등의 물성을 헤치지 않는 범위에서 폴리이소시아네이트계 화합물과 폴리올계 화합물 등의 중합 반응을 통해 제조된 것일 수 있다.As a more specific example, the polyurethane-based prepolymer may be produced by polymerization reaction of a polyisocyanate-based compound and a polyol-based compound in a range that does not impair physical properties such as flexibility, refractive index and reflectance, .

본 발명의 일 예에 있어, 폴리이소시아네이트계 화합물은 방향족 폴리이소시아네이트, 지방족 폴리이소시아네이트 및 지환족 폴리이소시아네이트 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 더욱 구체적으로 예를 들면, 방향족 폴리이소시아네이트는 1,3-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아나토비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아나토비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아나토디페닐메탄, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 4,4',4"-트리페닐메탄트리이소시아네이트, m-이소시아나토페닐술포닐이소시아네이트 또는 p-이소시아나토페닐술포닐이소시아네이트 등일 수 있으며, 지방족 폴리이소시아네이트는 에틸렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 도데카메틸렌디이소시아네이트, 1,6,11-운데칸트리이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 2,6-디이소시아나토메틸카프로에이트, 비스(2-이소시아나토에틸)푸마레이트, 비스(2-이소시아나토에틸)카르보네이트 또는 2-이소시아나토에틸-2,6-디이소시아나토헥사노에이트 등일 수 있고, 지환족 폴리이소시아네이트는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트(수소 첨가 MDI), 시클로헥실렌디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌디이소시아네이트(수소 첨가 TDI), 비스(2-이소시아나토에틸)-4-디클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 2,5-노르보르난디이소시아네이트 또는 2,6-노르보르난디이소시아네이트 등일 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.In one example of the present invention, the polyisocyanate compound may be one or two or more selected from aromatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates and alicyclic polyisocyanates, and more specifically, for example, aromatic polyisocyanates include 1,3- Tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4-di Phenylmethane diisocyanate, 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatodi Naphthylene diisocyanate, 4,4 ', 4 "-triphenylmethane triisocyanate, m-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, or p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, and the aliphatic pole The isocyanate may be selected from the group consisting of ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, Diisocyanatomethyl caproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate or 2-isocyanatoethyl-2,6-di Cyclohexane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, and cyclohexylene diisocyanate. The cycloaliphatic polyisocyanate may be isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate Isocyanate (hydrogenated TDI), bis (2-isocyanatoethyl) -4-dicyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornane diisocyanate or 2,6- Boranediisocyanate, and the like, but are not particularly limited thereto.

본 발명의 일 예에 있어, 폴리올계 화합물은 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로 예를 들면, 폴리에스테르 폴리올은 폴리에틸렌아디페이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리(1,6-헥사아디페이트), 폴리디에틸렌아디페이트 또는 폴리(e-카프로락톤) 등일 수 있으며, 폴리에테르 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리디에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 또는 폴리에틸렌프로필렌글리콜 등일 수 있으나, 이에 한정되진 않는다.In one example of the present invention, the polyol compound may be a polyester polyol, a polyether polyol, or a mixture thereof. More specifically, for example, the polyester polyol may be polyethylene adipate, polybutylene adipate, Poly (ethylene oxide adipate), poly (ethylene glycol), poly (ethylene glycol), poly (ethylene glycol) But is not limited thereto.

한편, 콜로이드 입자는 매트릭스에 분산되어 결정격자 구조를 이룸으로써 실질적으로 보안요소용 광결정 필름이 광결정 특성을 가질 수 있도록 하는 물질로, 특정 크기를 만족하며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 콜로이드 입자는 금속 나노입자, 금속산화물 나노입자, 유기 나노입자 및 탄소구조체 나노입자 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 보다 상세하게, 금속 나노입자는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 규소(Si) 등에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 합금 등일 수 있으며, 금속산화물 나노입자는 상기 금속 나노입자의 산화물일 수 있다. 유기 나노입자는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리디메틸실록산, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰 및 폴리카보네이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 고분자 나노입자일 수 있으며, 탄소구조체 나노입자는 흑연 등일 수 있다.On the other hand, the colloidal particles are dispersed in a matrix to form a crystal lattice structure, and thus the photonic crystal film for a security element can have a photonic crystal characteristic. The material satisfies a specific size and is not particularly limited as long as it is commonly used in the art It can be used without. Specifically, for example, the colloidal particles may be any one or two or more selected from metal nanoparticles, metal oxide nanoparticles, organic nanoparticles, and carbon structure nanoparticles. More specifically, the metal nanoparticles may be at least one selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, Ni, Zn, Al, Sn, Pd, Pt, and silicon (Si), or a mixture thereof, or an alloy thereof, and the metal oxide nanoparticles may be oxides of the metal nanoparticles. The organic nanoparticles may be any one or more selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyacrylate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polydimethylsiloxane, polyimide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, and polycarbonate Polymer nanoparticles, and the carbon structure nanoparticles may be graphite or the like.

본 발명의 일 예에 있어, 콜로이드 입자는 당업계에서 통상적으로 사용되는 크기를 가진 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 콜로이드 입자의 평균 입경은 50 내지 315 ㎚일 수 있다. 더욱 구체적으로, 콜로이드 입자의 크기는 콜로이드 입자가 광결정 필름에서 차지하는 부피에 따라 달리 조절될 수 있다. 즉, 콜로이드 입자의 부피 비율에 따라 사용되는 콜로이드 입자의 크기를 달리할 수 있으며, 결정 필름 총 부피를 기준으로, 콜로이드 입자의 부피가 5 내지 25 부피%일 시, 콜로이드 입자의 평균 입경은 50 내지 180 ㎚일 수 있으며, 콜로이드 입자의 부피가 25 초과 내지 60 부피%일 시, 콜로이드 입자의 평균 입경은 180 ㎚ 초과 내지 250 ㎚일 수 있으며, 콜로이드 입자의 부피가 60 초과 내지 90 부피%일 시, 콜로이드 입자의 평균 입경은 250 ㎚ 초과 내지 315 ㎚일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적인 일 예시로, 광결정 필름 총 부피를 기준으로, 콜로이드 입자의 부피가 33 부피%일 시, 콜로이드 입자의 평균 입경은 140 내지 220 ㎚일 수 있으며, 부피가 5 부피%일 시, 콜로이드 입자의 평균 입경은 50 내지 120 ㎚일 수 있고, 부피가 90 부피%일 시, 콜로이드 입자의 평균 입경은 180 내지 315 ㎚일 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우 가시광 영역의 반사 파장을 벗어나 보안요소용 광결정 필름의 시인성 확보가 어려울 수 있다. 이때, 콜로이드 입자의 형상은 특별히 제한되진 않으나, 구형인 나노입자를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.In one example of the present invention, the colloid particles may be used without particular limitation as long as they have a size commonly used in the art. Specifically, the average particle size of the colloid particles may be 50 to 315 nm. More specifically, the size of the colloidal particles can be controlled differently depending on the volume occupied by the colloidal particles in the photonic crystal film. That is, the size of the colloid particles used may vary depending on the volume ratio of the colloid particles. When the volume of the colloid particles is 5 to 25% by volume based on the total volume of the crystal film, 180 nm, and when the volume of the colloidal particles is more than 25 to 60% by volume, the average particle size of the colloidal particles may be more than 180 nm to 250 nm, and when the volume of the colloidal particles is more than 60% The average particle size of the colloidal particles may be from 250 nm to 315 nm, but is not limited thereto. As a more specific example, when the volume of the colloidal particles is 33 vol%, the average particle size of the colloidal particles may be 140 to 220 nm based on the total volume of the photonic crystal film. When the volume is 5 vol% The average particle diameter may be 50 to 120 nm, and when the volume is 90 volume%, the average particle diameter of the colloidal particles may be 180 to 315 nm. If it is out of the above range, it may be difficult to secure visibility of the photonic crystal film for the security element beyond the reflection wavelength of the visible light region. At this time, the shape of the colloidal particles is not particularly limited, but it may be preferable to use spherical nanoparticles.

특히, 폴리우레탄계 고분자 매트릭스에 분산되어 규칙적으로 배열된 결정격자를 이룸으로써 우수한 반사율을 가지기 위한 측면에서, 콜로이드 입자는 하기 관계식 1을 만족하는 것일 수 있다.Particularly, from the viewpoint of obtaining an excellent reflectance by forming a crystal lattice regularly arranged in a polyurethane based polymer matrix, the colloidal particles may satisfy the following relational expression (1).

[관계식 1][Relation 1]

Da×0.95 ≤ Ds ≤ Da×1.05Da x 0.95? Ds? Da x 1.05

(상기 관계식 1에서, Ds는 콜로이드 입자의 입경(㎚)이며, Da는 콜로이드 입자의 평균 입경(㎚)이다.)(In the above relational expression 1, Ds is the particle diameter (nm) of the colloidal particles and Da is the average particle diameter (nm) of the colloidal particles.)

즉, 콜로이드 입자의 평균 입경이 200 ㎚인 경우, 콜로이드 입자 각각의 입경은 190 내지 210 ㎚의 입경을 만족하는 것일 수 있다. 이때, 콜로이드 입자의 입경 및 평균 입경(D50)은 입경 분포도(particle size distribution)로부터 산출되는 것일 수 있으며, 입경 분포도는 레이저 입도분석기를 이용하여 측정된 것일 수 있다.That is, when the average particle size of the colloidal particles is 200 nm, the particle size of each of the colloidal particles may satisfy the particle size of 190 to 210 nm. In this case, the particle size and the average particle size (D50) of the colloidal particles may be calculated from a particle size distribution, and the particle size distribution may be measured using a laser particle size analyzer.

이처럼, 극히 균일한 입경을 가진 콜로이드 입자를 사용함으로써, 고도로 정밀하게 규칙적으로 배열된 결정격자 구조를 이룰 수 있으며, 이에 따라 보안요소용 광결정 필름이 우수한 반사율을 가져 뛰어난 시인성을 나타낼 수 있다.Thus, by using colloidal particles having extremely uniform particle diameters, the crystal lattice structure can be achieved with high precision and regularity. Thus, the photonic crystal film for security element has excellent reflectivity and excellent visibility.

아울러, 광결정은 매트릭스와 서로 다른 굴절률을 갖는 입자가 규칙적으로 배열되어 결정격자를 이루는 물질인 바, 보안요소용 광결정 필름 또한 폴리우레탄계 고분자의 굴절률과 콜로이드 입자의 굴절률이 매우 중요하다.In addition, the photonic crystal is a material that forms a crystal lattice by regularly arranging the particles having different refractive indexes from the matrix. In addition, the refractive index of the polyurethane polymer and the refractive index of the colloidal particles are very important.

바람직한 일 구체예로, 폴리우레탄계 고분자 매트릭스와 콜로이드 입자의 굴절률 차이는 사용되는 물질에 따라 달라질 수 있으며, 일 구체예로, 폴리우레탄계 고분자 매트릭스와 콜로이드 입자의 굴절률 차이는 0.02 이상일 수 있으며, 보다 좋게는 0.03 내지 1.55일 수 있다. 이와 같은 범위에서 보안요소용 광결정 필름이 특정 파장에 대하여 우수한 반사 스펙트럼을 가질 수 있으며, 더욱 상세하게 10% 이상, 바람직하게는 40% 이상의 최대 반사율을 가질 수 있다.In one preferred embodiment, the refractive index difference between the polyurethane-based polymer matrix and the colloid particles may vary depending on the material used. In one embodiment, the refractive index difference between the polyurethane-based polymer matrix and the colloid particles may be 0.02 or more, 0.03 to 1.55. In this range, the photonic crystal film for a security element can have an excellent reflection spectrum for a specific wavelength, and more specifically, it can have a maximum reflectance of 10% or more, preferably 40% or more.

이때, 폴리우레탄계 고분자 매트릭스의 굴절률은 1.4 내지 1.5이며, 콜로이드 입자의 굴절률은 1.3 내지 2.95일 수 있다. 보다 구체적이며, 비 한정적인 일 예시로, 고분자 매트릭스의 굴절률은 1.45 내지 1.49일 수 있으며, 좋게는 1.47 내지 1.49일 수 있고, 콜로이드 입자의 굴절률은 콜로이드 입자의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 구체적인 일 예시로 콜로이드 입자가 실리카 나노입자인 경우, 실리카 나노입자의 굴절률은 1.43 내지 1.5일 수 있고, 보다 구체적으로 1.45일 수 있다.At this time, the refractive index of the polyurethane based polymer matrix may be 1.4 to 1.5, and the refractive index of the colloidal particles may be 1.3 to 2.95. More specifically, and as a non-limiting example, the refractive index of the polymer matrix may be from 1.45 to 1.49, preferably from 1.47 to 1.49, and the refractive index of the colloidal particles may vary depending on the type of colloidal particles, When the colloidal particles are silica nanoparticles, the refractive index of the silica nanoparticles may be 1.43 to 1.5, more specifically 1.45.

한편, 이와 같은 보안요소용 광결정 필름은 필름을 제조하기 위해 공지된 방법이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들면 하기와 같은 방법을 통해 제조될 수 있다.Meanwhile, such a photonic crystal film for a security element can be used without any particular limitation as long as it is a known method for producing a film. For example, the photonic crystal film can be manufactured by the following method.

상세하게, 보안요소용 광결정 필름의 제조방법은 폴리우레탄계 예비중합체, 콜로이드 입자 및 광개시제를 포함하는 분산액을 기재 상에 도포하거나 또는 두 개의 평행한 투명평판 사이에 주입하고 광조사하는 단계를 포함할 수 있다.In detail, a method of manufacturing a photonic crystal film for a security element may include applying a dispersion containing a polyurethane-based prepolymer, colloid particles and a photoinitiator onto a substrate, or injecting and irradiating light between two parallel transparent plates have.

즉, 기재 상에 분산액을 도포한 후 이를 광경화하여 광결정 필름을 제조하거나, 원하고자 하는 필름의 두께만큼의 틈을 가진 두 개의 투명평판 사이에 분산액을 주입하고, 이를 광경화 시킴으로써 필름 형태를 가진 보안요소용 광결정 필름를 제조할 수 있다. 좋게는 두 투명평판 사이에 분산액을 주입하여 광경화 필름을 제조하는 것이, 필름의 두께를 용이하게 조절할 수 있으며, 매우 균일한 두께를 가진 필름을 제조하는 측면에서 바람직할 수 있다.That is, a dispersion is applied on a substrate, and then photocured to prepare a photonic crystal film. Alternatively, a dispersion liquid is injected between two transparent flat plates having a gap equal to the thickness of a desired film, A photonic crystal film for a security element can be manufactured. It is preferable to prepare a photocurable film by injecting a dispersion liquid between two transparent flat plates, which can easily adjust the thickness of the film and may be preferable in terms of producing a film having a very uniform thickness.

본 발명의 일 예에 따른 분산액에 있어서, 특별히 한정하는 것은 아니나, 폴리우레탄계 예비중합체 : 콜로이드 입자의 부피분율은 0.9:0.1 내지 0.5:0.5일 수 있다. 이와 같은 범위에서 콜로이드 입자 간 반발력이 효과적으로 작용하여 콜로이드 입자가 결정격자 구조로 배열될 수 있으며, 특정 반사 스펙트럼을 가져 시인성 및 식별성이 우수할 수 있다. 보다 효과적으로 콜로이드 입자를 결정격자 구조로 배열하기 위한 측면에서, 보다 좋게는 폴리우레탄계 예비중합체 : 콜로이드 입자의 부피분율은 0.8:0.2 내지 0.6:0.4일 수 있다. 광개시제는 폴리우레탄계 예비중합체가 충분히 광경화될 수 있을 정도라면 특별히 한정하진 않으나, 예를 들면 폴리우레탄계 예비중합체의 부피에 대하여 0.3 내지 3 중량%로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 0.5 내지 2 중량%로 첨가되는 것이 보안요소용 광결정 필름의 반사율을 저하시키지 않아 좋을 수 있다.In the dispersion according to an example of the present invention, the volume fraction of the polyurethane-based prepolymer: colloidal particles is not particularly limited, but may be 0.9: 0.1 to 0.5: 0.5. In such a range, the colloidal particles can be arranged in a crystal lattice structure due to the action of the repulsive force between the colloidal particles, and a specific reflection spectrum can be obtained, so that the visibility and the discrimination can be excellent. In order to more effectively arrange the colloidal particles in a crystal lattice structure, the volume fraction of the polyurethane-based prepolymer: colloidal particles may be more preferably from 0.8: 0.2 to 0.6: 0.4. The photoinitiator is not particularly limited as long as the polyurethane-based prepolymer can sufficiently cure it. For example, the photoinitiator may be added in an amount of 0.3 to 3 wt% based on the volume of the polyurethane-based prepolymer, more preferably 0.5 to 2 wt% It may be preferable that the reflectance of the photonic crystal film for the security element does not decrease.

이때, 폴리우레탄계 예비중합체 및 콜로이드 입자는 앞서 상술한 바와 동일한 바 중복 설명은 생략하며, 광개시제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라=면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 1-하이드록시-사이클로헥실-페놀-케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 벤질디메틸케톤, 1-(4-도데실페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤조페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤 및 2,4-디에틸티옥산톤 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.In this case, the polyurethane-based prepolymer and the colloid particles are the same as those described above, and a duplicate explanation thereof is omitted. The photoinitiator is not particularly limited as long as it is ordinarily used in the art, and specifically, for example, 1- Methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1-one, benzyldimethylketone, 1- (4-dodecylphenyl) -2 2-methylpropane-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane 1-one, benzophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy- , 4,4'-diethylaminobenzophenone, dichlorobenzophenone, 2-methyl anthraquinone, 2-ethyl anthraquinone, 2-methyl thioxanthone, 2-ethyl thioxanthone, 2,4- And 2,4-diethylthioxanthone. It may be more than one or two.

분산액이 준비되면, 이를 기재 상에 도포하거나 또는 두 개의 투명평판 사이에 주입할 수 있다. 도포 방법은 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 스핀코팅, 닥터블레이딩, 딥코팅, 스프레이 코팅, 캐스팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 정전수력학 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅, 임프린팅, 그라비아 프린팅, 리버스옵셋 프린팅 또는 그라비옵셋 프린팅 등을 이용하여 수행할 수 있다. 아울러, 주입 방법 또한 특별히 한정하지 않으며, 일 예로 모세관 힘을 통해 두 개의 투명평판 사이에 분산액을 충진할 수 있다.Once the dispersion is ready, it can be applied on a substrate or injected between two transparent plates. The coating method is not particularly limited as long as it is commonly used, and can be used without any particular limitation, and can be applied by various methods such as spin coating, doctor blading, dip coating, spray coating, casting, screen printing, inkjet printing, electrostatic hydraulic printing, microcontact printing, Printing, reverse offset printing, gravure offset printing, or the like. In addition, the injection method is also not particularly limited, and for example, the capillary force can fill the dispersion between two transparent plates.

이때, 분산액은 60 내지 100℃의 온도 조건에서 상기 기재 상에 도포되거나 또는 상기 두 투명평판 사이에 주입될 수 있는데, 상기 범위에서 폴리우레탄계 예비중합체가 적절한 점도를 가짐으로써 분산액이 적절한 두께로 기재 상에 도포될 수 있으며, 또한 두 투명평판 사이에 용이하게 주입되어 제조 공정 시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.At this time, the dispersion may be applied on the substrate at a temperature of 60 to 100 DEG C, or may be injected between the two transparent plates, in which the polyurethane-based prepolymer has an appropriate viscosity, And it can be easily injected between two transparent flat plates to shorten the manufacturing process time.

이때, 상기 기재는 광결정 필름을 용이하게 분리할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들면 유리판 등일 수 있다.At this time, the substrate is not particularly limited as long as it can easily separate the photonic crystal film. For example, it may be a glass plate or the like.

한편, 두 개의 투명평판 사이의 간격은 원하고자 하는 필름의 두께에 따라 달리 조절될 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 30 내지 150 ㎛, 더욱 좋게는 50 내지 100 ㎛의 간격을 가질 수 있다.On the other hand, the interval between the two transparent plates can be adjusted according to the desired thickness of the film, and can be, for example, 30 to 150 μm, more preferably 50 to 100 μm.

아울러, 투명평판은 빛이 투과되어 폴리우레탄계 예비중합체가 잘 광중합될 수 있으면서 보안요소용 광결정 필름과 잘 분리되는 것을 선택하는 것이 좋으며, 구체적으로 예를 들면 유리판을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, it is preferable that the transparent plate is selected so that the polyurethane-based prepolymer can be well-light-cured through light transmission and well separated from the photonic crystal film for the security element. Specifically, for example, a glass plate can be used, no.

분산액 도포 또는 주입 후에는 광을 조사하여 폴리우레탄계 예비중합체를 광중합함으로써, 폴리우레탄계 고분자 매트릭스; 및 폴리우레탄계 고분자 매트릭스에 분산되며, 결정격자 구조로 배열된 콜로이드 입자를 포함하는 보안요소용 광결정 필름을 제조할 수 있다.After the coating or injection of the dispersion, light is irradiated to cause the polyurethane-based prepolymer to be photopolymerized to form a polyurethane-based polymer matrix; And a colloid particle dispersed in a polyurethane-based polymer matrix and arranged in a crystal lattice structure.

이때 광은 자외선을 의미하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 200 내지 500 ㎚의 파장 영역을 가진 광일 수 있으며, 보다 좋게는 254 내지 400 ㎚의 파장 영역을 가진 광일 수 있고, 더욱 좋게는 330 내지 370 ㎚의 파장 영역을 가진 광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 파장대의 광이 혼합된 광이거나 또는 단일 파장대의 광일 수 있다.In this case, the light may be ultraviolet light, more specifically, light having a wavelength range of 200 to 500 nm, more preferably, light having a wavelength range of 254 to 400 nm, more preferably 330 to 370 nm But the present invention is not limited thereto, and it may be a mixed light of a plurality of wavelengths or a light of a single wavelength.

본 발명의 일 예에 있어, 광조사는 보안요소용 광결정 필름의 크기 등에 따라 그 조건을 달리 조절 할 수 있으며, 폴리우레탄계 예비중합체를 포함하는 분산액이 충분히 경화될 때까지 광이 조사될 수 있음은 물론이다. 비 한정적인 일 구체예로, 광조사는 출력 5 내지 20 mW/㎠의 광을 3 내지 30초간 조사함으로써 수행될 수 있으며, 보다 좋게는 출력 7 내지 15 mW/㎠의 광을 5 내지 10초간 조사함으로써 수행될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In one example of the present invention, the light irradiation can be controlled in different conditions depending on the size of the photonic crystal film for the security element and the like, and the light can be irradiated until the dispersion containing the polyurethane based prepolymer is sufficiently cured Of course. In one nonlimiting embodiment, the light irradiation may be performed by irradiating light with an output of 5 to 20 mW / cm 2 for 3 to 30 seconds, more preferably with an output of 7 to 15 mW / cm 2 for 5 to 10 seconds However, the present invention is not limited thereto.

이 후, 기재 상 또는 투명평판 사이에서 제조된 보안요소용 광결정 필름을 분리하고, 경화되지 않은 미반응물을 제거하는 공정을 추가적으로 실시할 수 있음은 물론이다.It is needless to say that a process for separating the photonic crystal film for the security element manufactured between the substrate or the transparent plate and then removing the uncured unreacted material may be additionally performed.

또한, 본 발명은 앞서 상술한 보안요소용 광결정 필름을 포함하는 위조방지 물품을 제공한다.The present invention also provides an anti-falsification article comprising the photonic crystal film for a security element described above.

보다 구체적으로, 위조방지 물품은 위조방지를 요하는 대상 물품; 및 상기 대상 물품의 일면에 형성된 보안요소용 광결정 필름를 포함할 수 있다. 즉, 위조방지 물품은 대상 물품과 보안요소용 광결정 필름이 적층된 구조를 가질 수 있으며, 반드시 한정되는 것은 아니나, 공지된 라미네이션 방법을 통해 대상 물품의 일면에 보안요소용 광결정 필름을 부착할 수 있다. 이때, 대상 물품과 보안요소용 광결정 필름 간의 접착력을 높이기 위하여 고분자 접착제를 사용할 수 있으며, 고분자 접착제는 특별히 제한되진 않으나 구체적으로 예를 들면 폴리에스테르, 나일론, 폴리이미드, 폴리실록산 또는 폴리프로필렌 등일 수 있다.More specifically, the anti-counterfeit article is an article to be protected against forgery; And a photonic crystal film for a security element formed on one side of the object article. That is, the anti-counterfeit article may have a structure in which a target article and a photonic crystal film for a security element are laminated, and it is possible to attach a photonic crystal film for a security element to one side of a target article through a known lamination method, . At this time, a polymer adhesive may be used to increase the adhesion between the target article and the photonic crystal film for a security element. The polymer adhesive is not particularly limited, but may be specifically polyester, nylon, polyimide, polysiloxane or polypropylene.

본 발명의 일 예에 있어, 대상 물품은 위조방지를 요하는 것이라면 특별히 한정하지 않으며, 지폐, 유가증권, 공문서, 증명서, 식별카드 또는 금융카드 등일 수 있으며, 보안요소용 광결정 필름은 앞서 상술한 바와 동일한 바 중복 설명은 생략한다.In the example of the present invention, the object article is not particularly limited as long as it is required to prevent forgery, and it may be a banknote, a securities, an official document, a certificate, an identification card or a financial card, and the photonic crystal film for security element, The same bar redundancy description is omitted.

이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 보안요소용 광결정 필름과 이의 제조방법 및 이를 포함하는 위조방지 물품에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. 또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.Hereinafter, a photonic crystal film for a security element according to the present invention, a method of manufacturing the same, and an anti-fake article including the same will be described in detail with reference to the following examples. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Also, the singular forms as used in the specification and the appended claims are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. In addition, the unit of the additives not specifically described in the specification may be% by weight.

[실시예 1][Example 1]

80℃에서 50 ㎛의 이격 거리를 가진 두 유리 평판 사이에 분산액을 주입하고 UV(파장 365 ㎚, 출력 12 mW/㎠)로 7초간 광조사하여 상기 분산액을 광경화 시킨 후, 두 유리 평판을 제거하여 보안요소용 광결정 필름을 제조하였다.The dispersion was injected between two glass plates having a separation distance of 50 占 퐉 at 80 占 폚 and irradiated with light (wavelength 365 nm, output 12 mW / cm2) for 7 seconds to cure the dispersion, and then the two glass plates were removed To prepare a photonic crystal film for a security element.

분산액은 우레탄 아크릴레이트(Miwon Specialty Chemical 사, Miramer PU2100, 25℃에서의 점도 6,700 cps, 80℃에서의 점도 400 cps, 중량평균분자량 1,400 g/mol), 평균 입경 200 ㎚의 실리카 나노입자 및 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(Darocur 1173)을 혼합하여 제조하였으며, 우레탄 아크릴레이트 : 실리카 나노입자의 부피분율은 67 : 33이었고, 광개시제인 Darocur 1173은 우레탄 아크릴레이트에 대하여 1 중량%로 첨가하였다. 아울러 이때, 분산액의 80℃에서의 점도는 1000 cps였다.The dispersion was a mixture of silica nanoparticles having an average particle diameter of 200 nm and silica nanoparticles having an average particle diameter of 200 nm and a silica nanoparticle having a mean particle diameter of 200 nm and a urethane acrylate (Miramer PU2100, a viscosity of 6,700 cps at 25 캜, a viscosity of 400 cps at 80 캜, Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone (Darocur 1173), the volume fraction of the urethane acrylate: silica nanoparticles was 67: 33 and the photoinitiator Darocur 1173 was urethane acrylate By weight to 1% by weight. At this time, the viscosity of the dispersion at 80 DEG C was 1000 cps.

[실시예 2][Example 2]

중량평균분자량이 1,800 g/mol, 25℃에서의 점도 1,800 cps, 80℃에서의 점도 약 10 cps인 우레탄 아크릴레이트(Miwon Specialty Chemical 사, Miramer PU5000)를 사용한 것 외의 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 아울러 이때, 분산액의 80℃에서의 점도는 약 30 cps였다.All processes except that urethane acrylate (Miwon Specialty Chemical, Miramer PU5000) having a weight average molecular weight of 1,800 g / mol, a viscosity of 1,800 cps at 25 캜 and a viscosity of about 10 cps at 80 캜 were used in the same manner as in Example 1 . At this time, the viscosity of the dispersion at 80 DEG C was about 30 cps.

[실시예 3][Example 3]

중량평균분자량이 803 g/mol, 25℃에서의 점도 3,000 cps, 80℃에서의 점도 약 10 cps인 우레탄 아크릴레이트 메타크릴레이트(Sigma-aldrich 사, MAU)를 사용한 것 외의 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 아울러 이때, 분산액의 80℃에서의 점도는 약 30 cps였다.Except that urethane acrylate methacrylate (Sigma-aldrich, MAU) having a weight average molecular weight of 803 g / mol, a viscosity of 3,000 cps at 25 DEG C and a viscosity of about 10 cps at 80 DEG C was used in Example 1 . At this time, the viscosity of the dispersion at 80 DEG C was about 30 cps.

[비교예 1][Comparative Example 1]

예비중합체로 ETPTA(중량평균분자량 428 g/mol)를 사용한 것 외의 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.Except that ETPTA (weight average molecular weight: 428 g / mol) was used as the prepolymer.

[특성 평가][Characteristic evaluation]

실시예 1 내지 3 및 비교예 1로부터 제조된 필름을 사용하여 400 내지 800 ㎚ 파장 영역에서의 반사율을 측정하였으며, 실시예 1 및 비교예 1의 결과를 도 1에 도시하였다.The reflectance in the wavelength range of 400 to 800 nm was measured using the films prepared from Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, and the results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG.

그 결과, 실시예 1 및 2로부터 제조된 필름은 최대 반사율이 기존 사용되던 비교예 1의 광결정 필름과 거의 유사한 수준인 약 50% 가량으로 측정됨으로써 우수한 반사율을 가지는 것을 알 수 있었으며, 보안요소용으로 응용이 가능함을 확인할 수 있었다. 다만, 실시예 3으로부터 제조된 필름은 반사색이 없어 보안요소용으로는 응용이 어려운 것을 확인할 수 있었다.As a result, it was found that the films prepared from Examples 1 and 2 had excellent reflectance by measuring the maximum reflectance at about 50%, which is almost similar to that of the conventional photonic crystal film of Comparative Example 1, It was confirmed that the application is possible. However, it was confirmed that the film produced from Example 3 had no reflection color and was difficult to apply for a security element.

아울러, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 필름을 굽혀 유연성 테스트를 실시한 결과, 실시예 1 및 3으로부터 제조된 필름은 접기 가능할 정도로 매우 우수한 유연성을 보였으나, 실시예 2로부터 제조된 필름은 브리틀(brittle)한 성질을 보였다. 한편, 비교예 1로부터 제조된 필름 또한 유연성이 부족하여 굽힘 정도가 강해졌을 때 필름이 깨지는 문제가 발생하였다.The films produced in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were subjected to a flexing test, and as a result, the films prepared in Examples 1 and 3 exhibited very good flexibility so as to be collapsible. However, the films prepared in Example 2 Showed a brittle nature. On the other hand, the film produced from Comparative Example 1 also suffered from a problem that the film was broken when the degree of bending was strong due to lack of flexibility.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.

Claims (14)

80℃에서의 점도가 100 내지 1000 cps인 우레탄 아크릴레이트로부터 제조된 고분자 매트릭스; 및 상기 고분자 매트릭스에 분산되며, 결정격자 구조로 배열된 콜로이드 입자를 포함하며, 두께가 10 내지 200 ㎛인 폴더블 보안요소용 광결정 필름.A polymer matrix made from urethane acrylate having a viscosity of 100 to 1000 cps at 80 캜; And a colloid particle dispersed in the polymer matrix and arranged in a crystal lattice structure, the thickness being 10 to 200 mu m. 제 1항에 있어서,
상기 보안요소용 광결정 필름은 최대 반사율이 10% 이상인 폴더블 보안요소용 광결정 필름.
The method according to claim 1,
The photonic crystal film for a security element has a maximum reflectance of 10% or more.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1에 있어서,
상기 우레탄 아크릴레이트의 중량평균분자량은 500 내지 30,000 g/mol인 폴더블 보안요소용 광결정 필름.
In the first aspect,
Wherein the urethane acrylate has a weight average molecular weight of 500 to 30,000 g / mol.
제 1항에 있어서,
상기 고분자 매트릭스와 콜로이드 입자의 굴절률 차이는 0.02 이상인 폴더블 보안요소용 광결정 필름.
The method according to claim 1,
Wherein the refractive index difference between the polymer matrix and the colloidal particles is at least 0.02.
제 7항에 있어서,
상기 고분자 매트릭스의 굴절률은 1.4 내지 1.5이며, 콜로이드 입자의 굴절률은 1.3 내지 2.95인 폴더블 보안요소용 광결정 필름.
8. The method of claim 7,
Wherein the refractive index of the polymer matrix is 1.4 to 1.5 and the refractive index of the colloidal particles is 1.3 to 2.95.
제 1항에 있어서,
상기 콜로이드 입자의 평균 입경은 50 내지 315 ㎚인 폴더블 보안요소용 광결정 필름.
The method according to claim 1,
Wherein the average diameter of the colloidal particles is 50 to 315 nm.
제 9항에 있어서,
상기 콜로이드 입자는 하기 관계식 1을 만족하는 폴더블 보안요소용 광결정 필름.
[관계식 1]
Da×0.95 ≤ Ds ≤ Da×1.05
(상기 관계식 1에서, Ds는 콜로이드 입자의 입경(㎚)이며, Da는 콜로이드 입자의 평균 입경(㎚)이다.)
10. The method of claim 9,
Wherein the colloidal particles satisfy the following relational expression (1).
[Relation 1]
Da x 0.95? Ds? Da x 1.05
(In the above relational expression 1, Ds is the particle diameter (nm) of the colloidal particles and Da is the average particle diameter (nm) of the colloidal particles.)
제 1항에 있어서,
상기 콜로이드 입자는 금속 나노입자, 금속산화물 나노입자, 유기 나노입자 및 탄소구조체 나노입자에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 폴더블 보안요소용 광결정 필름.
The method according to claim 1,
Wherein the colloidal particles are any one or more selected from metal nanoparticles, metal oxide nanoparticles, organic nanoparticles, and carbon nanoparticles.
제 1항, 제 2항 및 제 6항 내지 제 11항에서 선택되는 어느 한 항의 폴더블 보안요소용 광결정 필름을 포함하는 위조방지 물품.An anti-fake article comprising a photonic crystal film for a foldable security element selected from any one of claims 1, 2, and 6 to 11. 80℃에서의 점도가 100 내지 1000 cps인 우레탄 아크릴레이트, 콜로이드 입자 및 광개시제를 포함하는 분산액을 기재 상에 도포하거나 또는 두 개의 평행한 투명평판 사이에 주입하고 광조사하는 단계를 포함하는 폴더블 보안요소용 광결정 필름의 제조방법.Comprising applying a dispersion comprising a urethane acrylate, a colloid particle and a photoinitiator having a viscosity of from 100 to 1000 cps at 80 캜 onto a substrate or injecting between two parallel transparent plates and irradiating light, Method for manufacturing photonic crystal film for element. 제 13항에 있어서,
상기 분산액은 60 내지 100℃의 온도 조건에서 상기 기재 상에 도포되거나 또는 상기 두 투명평판 사이에 주입되는 폴더블 보안요소용 광결정 필름의 제조방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the dispersion is applied on the substrate at a temperature of 60 to 100 DEG C or injected between the two transparent plates.
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