KR102632606B1 - 자기 색가변 잉크를 이용하여 보안 정보용 컬러 코드가 인쇄된 보안 매체 및 이의 제조방법. - Google Patents

자기 색가변 잉크를 이용하여 보안 정보용 컬러 코드가 인쇄된 보안 매체 및 이의 제조방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal ink, MTX)를 이용하여 보안 정보용 컬러 코드가 매체의 표면에 인쇄된 보안 매체에 관한 것으로서, 상기 컬러 코드는 상기 자기 색 가변 잉크에 의해 인쇄된 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터이며, 상기 컬러 코드는 상기 보안 매체로부터 발생하는 반사광 이미지 또는 투과광 이미지에 의해 보안 정보의 디코딩이 수행되며, 상기 보안 정보의 디코딩은 상기 반사광 이미지 또는 투과광 이미지의 관찰각에 따라 변경되어 나타나는 상기 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터로부터 적어도 하나의 특정 관찰각에서 나타나는 상기 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터가 상기 컬러 코드를 설정된 디코딩 정보로 하고, 상기 설정된 디코딩 정보와 일치되는 경우 수행되는 것임을 특징으로 한다.

Description

자기 색가변 잉크를 이용하여 보안 정보용 컬러 코드가 인쇄된 보안 매체 및 이의 제조방법.{SECURITY ARTICLE HAVING SECURITY SERIAL COLOR CODE USING MAGNETICALLY PHOTONIC COLOR CHANGABLE INK}
본 발명은 자기 색 가변 잉크를 이용하여 보안 정보용 컬러 코드가 인쇄된 보안 매체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인가되는 외부 자기장에 따라 광결정색(Photonic Color)이 변화되는 자기 색 가변 잉크를, 외부 정보에 따라 자기장이 다르게 변화되는 장치 하에 위치하게 하여, 외부 정보에 따라 각각 다른 형태의 일련의 보안 정보용 컬러 코드를 생성하고, 각 컬러 코드를 적어도 하나의 관찰각에서 색상 또는 패턴을 관찰함으로써, 초기 보안 정보를 인식할 수 있는 보안 매체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
자기 색 가변 안료를 인쇄한 보안 매체는 다양한 수단과 그 조합에 의해 보안, 정품 인증 등의 용도에 맞는 구조의 제품으로 활용되고 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2018-0018612호에서는 기재 사이에 삽입된 색 가변층에 포함된 자성체와 일반 안료가 용매의 비중과 외력에 의해 일방으로 편재되도록 구성하여 외부 자기장, 중력 등의 요인에 의해 색 가변 효과를 발생시키도록 하고 있다. 이러한 효과를 이용하면 다양한 형태의 보안 정보를 표시할 수 있으나, 이는 외부 자기장의 인가가 필요하며, 색 가변 효과에 대한 사전 정보를 이용자가 인식하고 있어야 하므로 특수한 용도에만 사용될 수 있는 것이다.
또한, 대한민국 공개특허공보 10-2017-0124763호에서는 위변조 방지용 인쇄물을 구성하는 정보 전달층은 광학 가변성 잉크(optically variable pigment, OVP), 열감응 잉크, UV 잉크, 형광 잉크 또는 홀로그램 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의해 형성된 제1 가변층 및 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal ink, MTX)에 의해 형성된 제2 가변층으로 구성되어 자기 색 가변 잉크에 의한 자기장에 대한 색 가변 효과에 더하여 다양한 잉크의 조합에 의한 색 가변 효과를 구현할 수 있도록 하고 있다. 그러나 이러한 수단 역시 외부 자기장의 인가가 필요하며, 색 가변 효과에 대한 사전 정보를 이용자가 인식하고 있어야 하므로 특수한 용도에만 사용될 수 있어 범용으로 사용하기는 어려운 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2018-0018612호 대한민국 공개특허공보 10-2017-0124763호
본 발명은 상기와 같은 종래기술을 감안하여 안출된 것으로, 매체의 표면에 인쇄된 컬러 코드로 형성된 보안 정보가 관찰각에 따라 변화하며 특정한 관찰각에서 디코딩되도록 함으로써 보안 정보를 표시할 수 있도록 하는 보안 매체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 보안 매체는 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal ink, MTX)를 이용하여 보안 정보용 컬러 코드가 매체의 표면에 인쇄된 보안 매체에 관한 것으로서, 상기 컬러 코드는 상기 자기 색 가변 잉크에 의해 인쇄된 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터이며, 상기 컬러 코드는 상기 보안 매체로부터 발생하는 반사광 이미지 또는 투과광 이미지에 의해 보안 정보의 디코딩이 수행되며, 상기 보안 정보의 디코딩은 상기 반사광 이미지 또는 투과광 이미지의 관찰각에 따라 변경되어 나타나는 상기 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터로부터 적어도 하나의 특정 관찰각에서 나타나는 상기 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터가 상기 컬러 코드를 설정된 디코딩 정보로 하고, 상기 설정된 디코딩 정보와 일치되는 경우 수행되는 것임을 특징으로 한다.
이때, 상기 컬러 코드는 상기 보안 매체에 가해지는 외부 압력에 의해 굴곡, 수축 또는 팽창하는 상기 보안 매체의 구조 변화에 의하여 상기 인쇄된 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터가 변경됨으로써 보안 정보의 디코딩이 수행될 수 있다.
또한, 상기 컬러 코드의 일부 영역은 자기장의 인가에 의해 색상 및 패턴이 변하는 것일 수 있다.
또한, 상기 자기 색 가변 잉크는 자성 입자 및 광 흡수 입자를 포함하는 것일 수 있는데, 이때 상기 광 흡수 입자의 자화값은 상기 자성 입자의 자화값보다 큰 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 보안 정보용 컬러 코드가 인쇄되는 상기 매체는 광 흡수층을 포함하지 않으며, 투명 또는 불투명한 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 보안 매체의 제조방법은 매체의 표면에 자기 색 가변 잉크를 도포하여 보안 정보를 인쇄하는 인쇄층 형성 단계; 상기 인쇄층에 외부 전자기장을 인가하여 상기 자기 색 가변 잉크를 구성하는 전자기장에 반응하는 입자를 배열하는 단계; 상기 인쇄층을 비가역적으로 경화하여 컬러 코드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 비가역적인 경화는 광에너지, 열에너지, 화학에너지 중 적어도 하나의 에너지를 인가함으로써 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 보안 매체는 매체의 표면에 인쇄된 컬러 코드로 형성된 보안 정보가 관찰각에 따라 변화하며 특정한 관찰각에서 디코딩되도록 함으로써 보안 정보를 표시할 수 있도록 한 것으로, 외부 자기장의 인가와 같은 별도의 수단이 없이도 보안 정보를 표시할 수 있고, 시각적인 효과뿐만 아니라 데이터화된 보안 정보를 저장할 수 있으므로, 다양한 보안 매체에 적용할 수 있는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 보안 매체를 구현하기 위한 작동 방식을 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보안 매체를 지폐에 구현한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 코드의 형성 방법(a) 및 디코딩에 의한 정보 식별 방법(b)을 나타낸 순서도이다.
도 4는 상기 일 실시예에 따른 컬러 코드의 정보 식별 및 결과 출력 과정을 도시한 모식도이다.
도 5는 보안 매체의 표면에 인쇄된 픽셀이 관찰각에 따라 가변되는 과정을 나타낸 사진으로 90(a), 60(b), 30°(c)에서의 패턴이 가변되는 상태(상부) 및 하나의 픽셀이 가변되는 상태(하부)를 나타낸 것이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 컬러 코드의 형성 방법(a) 및 디코딩에 의한 정보 식별 방법(b)을 나타낸 순서도이다.
도 7은 상기 실시예에 따른 컬러 코드의 정보 식별 및 결과 출력 과정을 도시한 모식도이다.
도 8은 또 다른 실시예에서 보안 매체에 가해지는 외부 압력에 의해 굴곡될 때 컬러 코드가 변경되어 나타나는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 9는 컬러 코드가 투명한 기재에 인쇄된 보안 매체에 관한 정보 식별 방법을 나타낸 모식도로서, 반사된 이미지(a) 및 투과된 이미지(b)를 관찰하는 정보 식별 방법과 투명 기재 상에 인쇄된 컬러 코드(c)를 백색 배경(d), 흑색 배경(e), 보색 배경(f)에 두었을 때의 상태를 나타낸 사진이다.
도 10은 컬러 코드의 일부 영역이 자기장의 인가에 의해 색 및 패턴이 변화하는 보안 매체의 정보 식별 방법을 나타낸 예시도로서, 지폐의 표면에 인쇄된 컬러 코드가 시야각에 따라 변경되는 과정(a) 및 자성체를 접근시켰을 때 색상 및 패턴이 변경되는 과정(b)을 나타낸 것이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 보안 매체의 구조 및 작동 원리를 도시한 모식도이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 보안 매체는 자기 색 가변 잉크를 이용하여 보안 정보용 컬러 코드가 매체의 표면에 인쇄된 보안 매체이다. 이러한 보안 매체는 관찰각에 따라 보안 정보를 표시하기 위한 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터가 시각적으로 변경되어 나타나며, 특정한 관찰각에서 나타나는 상기 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터를 디코딩 정보로 설정함으로써 사용자가 상기 설정된 디코딩 정보와 일치하는지 여부를 확인함으로써 정품 인증을 할 수 있도록 한다.
본 발명에서 컬러 코드는 관찰각에 따라 가변되는 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터로 보안 정보가 숨어있는 모든 형태를 의미하며, 코딩은 상기 컬러 코드를 제작하는 과정을 의미하며, 디코딩은 상기 컬러 코드가 특정한 관찰각에서 특정한 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터를 표시할 때 나타나는 사용자가 미리 설정된 디코딩 정보와 일치하는지 여부를 시각적으로 확인함므로써 인식 가능한 보안 정보를 표시하는 것을 의미한다.
또한, 본 발명에서 관찰각은 사용자의 시각, 스캔 기구 또는 촬영 기구에 의해 상기 보안 매체의 표면을 관찰하는 각도로서 상기 표면에 대하여 0 내지 180°의 각도에서 상기 보안 매체의 표면을 관찰하는 것을 의미한다. 상기 보안 매체는 반사광 이미지 또는 투과광 이미지를 나타낼 수 있으며, 필요에 따라, 반사광 이미지 및 투과광 이미지를 모두 나타낼 수도 있다.
상기 컬러 코드와 이러한 컬러 코드가 디코딩되어 정보를 표시를 표시하는 과정은 도 1을 통하여 이해할 수 있다.
도 1에서는 본 발명에 따른 보안 매체를 구현하기 위한 작동 방식을 설명하고 있다. 우선, 도 1(a)에서와 같이 보안 정보를 특정한 이용자가 특정한 관찰각에서 인식할 수 있는 광 파장을 설정하여 이를 설정된 디코딩 정보로 하고, 이를 바탕으로 매체 상에 인쇄할 색, 패턴, 이미지, 데이터 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 결정한다. 즉, 디코딩 상태의 표시 정보를 미리 결정한 후 이를 관찰각의 변화에 따라 가변되도록 하여 숨기는 방식으로 구현되는 것이다. 또한, 이러한 컬러 코드는 단순히 사람의 관찰각에 의해 확인할 수 있는 색이나 패턴, 이미지의 변화뿐만 아니라 픽셀화된 데이터를 관찰각에 따라 스캔 또는 촬영하여 이를 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 출력함으로써 디코딩된 정보를 표시 및 확인하도록 할 수도 있다.
도 2에서는 본 발명의 보안 매체를 지폐에 적용한 실시예를 예시하고 있다. 도 2를 참조하면, 매체의 표면에 해당하는 지폐의 표면에 인쇄된 컬러 코드가 사용자의 관찰각에 따라 이미지가 변경되어 나타나기 때문에 이를 통해 지폐의 진위 여부를 시각적으로 확인할 수 있게 된다. 또한, 스마트폰을 이용하여 지폐의 진위 여부를 확인할 수도 있는데, 스마트폰으로 상기 지폐의 표면에 인쇄된 컬러 코드를 관찰각에 따라 스캔하면 스마트폰에 설치된 어플리케이션을 통해 지폐의 진위 여부를 판별할 수 있게 된다.
상기 컬러 코드를 상기 매체의 표면에 인쇄하게 되는데, 이때 사용되는 잉크는 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal ink, MTX)를 이용하게 된다.
상기 자기 색 가변 잉크는 광 결정(photonic crystal) 기술을 이용하여 색 가변 효과를 일으키는 것으로, 나노 입자, 컬러 나노 입자, 컬러 나노 복합체, 또는 상기 나노 입자를 포함하는 마이크로 캡슐과 같이 전자기장에 반응하는 입자를 이용하여 이러한 효과를 구현할 수 있다.
상기 컬러 나노 복합체는 나노 복합체 내에 포함된 착색제 입자로 인한 입자의 고유색을 통해 구현될 수 있으며, 이와 동시에, 전기장 또는 자기장의 외부로부터의 인가에 의해 상기 나노 복합체가 재배열되거나 전하 상태가 변함으로써 특정 파장의 광을 투과 또는 반사하여 색상을 구현할 수도 있다. 즉, 상기 컬러 나노 복합체는 입자의 재배열 또는 전하 상태의 변화를 통한 색상 구현을 위해 매우 균일한 입자 크기를 가지며 매질 내의 이동성이 높아 재배열이 용이한 특성을 가져야 한다.
상기 자기 색 가변 잉크는 매체에 분산되어 있거나, 전하를 갖는 입자의 형태로 매체에 분산되어 존재할 수 있고, 코어-셀 구조나 멀티 코어-셀 구조로 구성될 수 있다. 이러한 분산을 위하여 상기 자기 색 가변 안료는 입자 크기가 50 내지 1,000㎚, 바람직하게는 100 내지 500㎚, 더욱 바람직하게는 100 내지 300㎚의 범위에서 균일한 크기를 나타내는 것이 바람직하다. 다만, 상기 입자가 착색제를 포함할 때 입자 크기보다는 입자의 균일성이 더 중요한 요인이 될 수 있으므로, 상기 입자 크기의 범위를 벗어날 수도 있다.
또한, 상기 나노 입자는 전도성 입자, 금속 입자, 유기금속 입자, 금속산화물 입자, 자성 입자, 소수성 유기고분자 입자일 수 있고, 외부 에너지의 인가에 의해 입자의 배열, 간격에 규칙성이 부여되는 광 결정 특성을 나타내는 입자일 수 있다. 예를 들면, 실리콘(Si), 티타늄(Ti), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 납(Pb), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 지르코늄(Zr) 중 어느 하나 또는 그 이상의 금속 또는 이들의 질화물 또는 산화물로 이루어질 수 있다.
또한, 유기물질 나노 입자로서 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 고분자 물질로도 이루어질 수 있으며, 탄화수소기를 갖는 유기화합물에 의하여 표면이 수식된 입자, 카르복실기, 에스테르기, 아실기 중 어느 하나 또는 그 이상을 갖는 유기화합물에 의하여 표면이 수식된 입자, 할로겐 원소를 포함하는 착화합물에 의하여 표면이 수식된 입자, 아민, 티올, 포스핀을 포함하는 배위화합물에 의하여 표면이 수식된 입자, 표면에 라디칼을 형성하여 전하를 갖는 입자를 들 수 있다.
또한, 상기 나노 입자는 전기 분극 특성을 부여한 입자일 수 있다. 즉, 매개체와의 분극을 위하여 외부 자기장 또는 전기장이 인가됨에 따라 이온 또는 원자의 분극이 추가 유발되어 분극량이 크게 증가하고, 외부 자기장 또는 전기장이 인가되지 않는 경우에도 잔류 분극량이 존재하며 자기장 또는 전기장 인가 방향에 따라 이력(hysteresis)이 남는 강유전성(ferroelectric) 물질을 포함할 수 있고, 외부 자기장 또는 전기장이 인가됨에 따라 이온 또는 원자 분극이 추가 유발되어 분극량이 크게 증가하지만, 외부 자기장 또는 전기장이 인가되지 않는 경우에는 잔류 분극량과 이력(hysteresis)이 남지 않는 상유전성 물질, 초상유전성(superparaelectric) 물질을 포함할 수 있다.
이러한 물질로는 페로브스카이트(perovskite) 구조를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 즉, ABO3 구조를 갖는 물질로서 PbZrO3, PbTiO3, Pb(Zr,Ti)O3, SrTiO3, BaTiO3, (Ba, Sr)TiO3, CaTiO3, LiNbO3 등의 물질을 그 예로 들 수 있다.
또한, 상기 나노 입자는 단일 또는 이종의 금속이 함유된 입자, 산화물 입자 또는 광결정성 입자로도 이루어질 수 있다.
금속의 경우, 금속 나이트레이트계 화합물, 금속 설페이트계 화합물, 금속 플루오르아세토아세테이트계 화합물, 금속 할라이드계 화합물, 금속 퍼클로로레이트계 화합물, 금속 설파메이트계 화합물, 금속 스티어레이트계 화합물 및 유기 금속 계열 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 자성 선구물질과 알킬트리메틸암모늄할라이드계 양이온 리간드, 알킬산, 트리알킬포스핀, 트리알킬포스핀옥사이드, 알킬아민, 알킬티올 등의 중성 리간드, 소듐알킬설페이트, 소듐알킬카복실레이트, 소듐알킬포스페이트, 소듐아세테이트 등의 음이온 리간드로 이루어진 군에서 선택되는 리간드를 용매에 첨가하여 녹임으로써 비정질 금속 겔을 제조하고, 이를 가열하여 결정성 입자로 상전이시킴으로써 제조할 수 있다.
이때 이종의 선구물질을 함유함으로써 최종적으로 얻어지는 입자의 자기적 특성이 증강되거나, 초상자성, 상자성, 강자성, 반강자성, 페리자성, 반자성 등의 다양한 자성 물질을 얻을 수 있다.
상기 자기 색 가변 잉크는 매체에 분산된 상태로 있다가 전기장 또는 자기장의 인가에 의해 재배열되는데, 상기 매체로는 극성 또는 비극성 매체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 프로필렌카보네이트, 톨루엔, 벤젠, 헥산, 클로로포름, 할로카본오일, 퍼클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 아이소파라핀 오일의 일종인 isopar-G, isopar-M, isopar-H 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있다.
또한, 자기 색 가변 잉크는 고유색을 가질 수 있고, 입자의 재배열에 의해 색상을 나타냄으로써 특정한 관찰각에서 디코딩되기 때문에, 컬러의 조합을 위하여 염료 또는 안료가 부가될 경우 컬러 코드의 정보가 달라질 수 있다. 따라서, 종래의 보안 매체용 표시 장치와는 달리 부가적인 염료 또는 안료가 사용되어서는 안 된다.
또한, 상기 자기 색 가변 잉크는 자기장이 인가됨에 따라 자성을 갖게 되는, 즉, 자화되는 되는 물질을 포함할 수 있다. 또한, 외부에서 자기장이 인가되지 않는 경우에 자성을 지닌 입자끼리 뭉치는 현상을 방지하기 위하여 외부 자기장을 인가하면 자화(magnetization)가 일어나지만 외부 자기장이 인가되지 않는 경우에는 잔류 자화(remnant magnetization)가 일어나지 않는 초상자성(superparamagnetic) 물질을 이용할 수도 있다.
또한, 상기 나노 입자가 용매에 잘 분산되고 응집되지 않도록 하기 위해서 입자 표면을 동일한 부호의 전하로 코팅할 수 있고, 입자가 용매 내에서 침전되지 않도록 하기 위해서 입자 표면을 해당 입자와 비중이 다른 물질로 코팅하거나 용매에 해당 입자와 비중이 다른 물질을 혼합할 수도 있다.
또한, 상기 나노 입자는 특정 파장의 광을 반사시킬 수 있도록, 즉, 특정 컬러를 갖도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 입자는 산화수 조절 또는 무기 안료, 안료 등의 코팅을 통하여 특정 컬러를 갖게 될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 입자에 코팅되는 무기 안료로는 발색단을 포함하는 Zn, Pb, Ti, Cd, Fe, As, Co, Mg, Al 등이 산화물, 유화물, 유산염의 형태로 사용될 수 있고, 본 발명에 따른 입자에 코팅되는 염료로는 형광 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 매염 염료, 황화 염료, 배트 염료, 분산 염료, 반응성 염료 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 나노 입자는 서로 동일한 전하를 갖도록 전하를 갖는 물질로 코팅될 수도 있다.
또한, 상기 자기 색 가변 잉크는 마이크로 캡슐을 포함할 수도 있는데, 이 경우, 상기 마이크로 캡슐은 광결정 또는 고유색을 가지는 광결정이 분산된 용매를 포함하게 된다. 이때, 상기 마이크로 캡슐은 아지네이트(aginate), 젤라틴(gelatin), 에틸 셀룰로스 (ethyl cellulose), 폴리아마이드(polyamide), 멜라민-포름알데히드(melamine formaldehyde) 수지, 폴리비닐 피리딘(poly(vinyl pyridine)), 폴리스티렌(polystyrene), 우레탄 결합을 포함하는 수지, 폴리메틸메타아크릴레 이트(polymethyl methacrylate) 중 적어도 어느 하나의 투명한 고분자로 캡슐 벽을 구성함으로써 자기장의 인가에 의해 상기 광결정이 재배열되어 색상을 구현할 수 있게 된다.
이와 같은 마이크로 캡슐로는 출원인이 개발한 대한민국 공개특허공보 10-2017-0124028호에 개시된 마이크로 캡슐이나, 대한민국 공개특허공보 10-2015-0031197호, 10-2015-0017796, 10-2015-0020491호에 개시된 마이크로 캡슐을 모두 이용할 수 있으며, 전기 영동 방식이나 자기장 인가 방식에 모두 적용할 수 있어 외부로부터 인가되는 전자기장에 대해 모두 반응할 수 있게 된다.
상기 매체의 표면에 인쇄하는 경우, 도 1(b)에서와 같이 프린터를 이용하여 매체의 표면에 상기 자기 색 가변 잉크를 도포하게 되는데, 일반적인 잉크와는 달리 상기 자기 색 가변 잉크의 경우 매체에 도포되고 즉시 경화되지 않는 상태가 된다. 이는 상기 자기 색 가변 잉크가 광중합 개시제 또는 열중합 개시제를 포함함으로써 자외선 조사나 가열 없이는 경화되지 않도록 하는 것이다.
이를 위하여, 상기 자기 색 가변 잉크는 벤조페논, 벤조페논 유도체, 아세토페논, 아세토페논 유도체, 벤질 케톤, α-알콕시 벤질 케톤, 모노머 하이드록시 케톤, 폴리머 하이드록시 케톤, α -아미노 케톤, 알콕시 케톤, 아실 포스핀 산화물, 메탈로센, 벤조인 에테르, 벤질 케탈, α-하이드록시알킬페논, α-아미노알킬페논, 아실포스핀 등의 광중합 개시제를 포함할 수 있으며, 아조계 화합물, 유기 과산화물, 과산화수소 등의 열중합 개시제를 포함할 수도 있다.
또한, 도 1(b)에서와 같이 프린터를 이용하여 매체의 표면에 상기 자기 색 가변 잉크를 도포한 후, 도 1(c)에서와 같이 외부에서 전자기장을 인가하여 상기 자기 색 가변 잉크에 포함된 전자기장에 반응하는 입자를 일정한 각도로 배열하게 된다.
일반적으로 자기 색 가변 잉크는 외부 전자기장의 인가에 의해 배열되었다가 외부 전자기장의 요인이 사라지면 다시 랜덤한 형태로 흩어지게 된다. 따라서 상기 전자기장 인가에 의해 입자이 배열이 완료되면 열 또는 자외선을 인가하여 상기 배열된 상태로 경화시키게 된다.
이와 같은 과정을 통해 상기 자기 색 가변 잉크는 상기 매체의 표면에 도포되어 상기 컬러 코드를 형성한 후에 경화되게 된다.
전술한 바와 같이 상기 컬러 코드는 관찰각이 변함에 따라 색, 패턴 및/또는 이미지가 변하게 되는데 이는 도 1(d)에서 예시한 바와 같이 관찰각에 따라 색상이나 이미지가 변하게 되는 것과 같다.
이때, 특정한 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터, 즉, 색, 패턴, 이미지 또는 데이터나 이들의 2 이상의 조합에 의한 보안 정보를 컬러 코드로 설정하면 특정한 관찰각에서만 디코딩되어 사용자에게 보안 정보를 표시할 수 있게 해 준다.
일 실시예에서 본 발명에 따른 보안 매체는 하나의 관찰각에서 디코딩될 수도 있으나, 복수의 관찰각에서 각각 다른 디코딩 정보를 표시하도록 하여 이를 조합함으로써 보안 정보를 인식하도록 할 수도 있다.
이를 위하여 상기 컬러 코드를 데이터로 형성할 수도 있다. 이는 도 2(a)에서와 같은 과정을 통해 형성되며, 도 2(b)에서와 같은 과정을 통해 식별되는 것이다.
도 2(a)를 참조하면, 삽입할 데이터(컬러 코드)를 미리 결정하고 삽입할 정보를 이진수 코드 및 픽셀화하여 정보를 생성한 후 이진수 코드에 따른 전자기장 신호의 변환 및 출력을 통해 데이터가 코딩되어 매체의 표면에 컬러 코드를 생성할 수 있다.
또한, 상기 컬러 코드를 디코딩하는 과정은 도 2(b)에서와 같이, 보안 매체를 관찰각에 따라 스캔 또는 촬영하여 복수의 픽셀 영역을 선택하고, 상기 픽셀 영역의 컬러 코드를 이진수 코드로 변환한 후 상기 이진수 코드를 식별하여 해당 데이터를 표시하는 방식으로 보안 정보를 식별할 수 있게 된다. 이때, 상기 스캔 또는 촬영은 카메라를 통해 수행할 수 있으며, 상기 픽셀 영역을 이진수 코드로 변환하고 다시 데이터를 표시하는 과정은 프로그램 또는 어플리케이션에 의해 수행될 수 있다.
또한, 이 경우 복수의 관찰각에 대한 다른 픽셀과 이에 대응하는 이진수 코드를 숨겨두면 스캔 또는 촬영에 의해 얻어진 이진수 코드를 조합함으로써 보안 정보를 식별할 수도 있으며, 이러한 조합을 통해 사람이 관찰각을 통해 색이나 패턴의 변화를 인식하는 것보다 더 세부적인 보안 정보를 표시할 수도 있게 된다.
가장 단순하게는 스마트폰을 활용하여 상기와 같은 디코딩 과정을 수행할 수 있는데, 이는 도 3에서와 같이, 보안 매체의 표면에 형성된 컬러 코드의 이미지 정보를 스캔 또는 촬영하여 상기 취득된 정보를 스마트폰이나 컴퓨터 등에 입력하고, 상기 스마트폰이나 컴퓨터에 설치된 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 상기 취득된 정보를 식별하여 픽셀 정보를 이진수 코드로 변환하고, 상기 이진수 코드를 다시 식별하여 데이터로 표시하는 과정을 통해 결과를 출력할 수 있게 된다. 이러한 과정을 거쳐 상기 데이터의 종류에 따라 정품과 가짜를 나타내는 각종 정보를 표시할 수 있게 된다.
또한, 상기 관찰각의 변화에 따라 컬러 코드를 구성하는 픽셀의 행태가 변하는 과정은 도 4를 통해 알 수 있다. 도 4의 상부 도면에서는 패턴으로 형성된 컬러 코드를 스캔하는 관찰각이 90°(a), 60°(b), 30°(c)에서의 패턴의 형상이 변하는 과정을 확인할 수 있다. 또한, 하부 도면에서는 관찰각이 90°(a), 60°(b), 30°(c)로 변함에 따라 하나의 픽셀의 형상이 원형에서 타원형으로 변하는 과정을 확인할 수 있다. 즉, 동일한 픽셀로 패턴화된 컬러 코드라 하더라도 관찰각에 따라 각각의 픽셀의 형상 정보 및 패턴 전체의 형상 정보가 달라지게 되므로, 이를 통해 특정 관찰각에서 디코딩되도록 설정할 수 있게 된다.
상기 실시예와 연관하여, 관찰각에 따른 식별을 복합적으로 구성할 수도 있다. 이는 도 5에서와 같은 과정을 통해 수행되는데, 제1 관찰각에서 데이터를 결정하고, 이에 대한 제2 관찰각에서의 정보를 확인 및 변환하는 단계를 거쳐 디코딩할 수 있다.
도 5(a)를 참조하면, 삽입할 데이터(컬러 코드)를 미리 결정하고 삽입할 정보를 이진수 코드 및 픽셀화하여 정보를 생성한 후 이진수 코드에 따른 전자기장 신호의 변환 및 출력을 통해 데이터가 코딩되어 매체의 표면에 컬러 코드를 생성할 수 있다. 이때, 제2 관찰각에서의 컬러 코드 정보를 결정하고 이를 이진수 코드 및 픽셀화하여 추가적인 컬러 코드를 생성한다.
이러한 과정을 통해 컬러 코드를 생성한 보안 매체는 도 5(b)에서와 같이 디코딩될 수 있다. 즉, 제1 관찰각에서 이미지를 스캔 또는 촬영하여 복수의 픽셀 영역을 선택하면, 상기 픽셀 영역의 컬러 코드를 이진수 코드로 변환하고, 이후 제2 관찰각에서 이미지를 스캔 또는 촬영하여 또 다른 복수의 픽셀 영역을 선택하면, 상기 픽셀 영역의 컬러 코드를 이진수 코드로 변환하고, 상기 제1 관찰각 및 제2 관찰각에서 얻어진 이진수 코드를 대조함으로써 보안 정보와 일치하는지 여부를 판단하여 표시할 수 있다.
이를 도식적으로 나타내면 도 6에서와 같이, 관찰각을 변경하면서 제1 관찰각에서 얻어진 제1 컬러 코드와 제2 관찰각에서 얻어진 제2 컬러 코드를 종합하여 보안 정보를 표시하게 되는데, 보안 매체의 표면에 형성된 컬러 코드의 이미지 정보를 관찰각을 변경하면서 스캔 또는 촬영하여 상기 취득된 정보를 스마트폰이나 컴퓨터 등에 입력하고, 상기 스마트폰이나 컴퓨터에 설치된 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 상기 취득된 정보를 식별하여 픽셀 정보를 이진수 코드로 변환하고, 상기 이진수 코드를 다시 식별하되 제1 컬러 코드와 제2 컬러 코드에 해당하는 이진수 코드를 매칭하여 데이터로 표시하는 과정을 통해 결과를 출력할 수 있게 된다. 이러한 과정을 거쳐 상기 데이터의 종류에 따라 정품과 가짜를 나타내는 각종 보안 정보를 표시할 수 있게 된다.
본 발명의 보안 매체는 반사광 및/또는 투과광에 의해 이미지를 형성할 수 있기 때문에 이를 위하여 가요성의 매체를 이용할 수도 있다. 이러한 가요성 매체에 의해 이루어지는 보안 매체는 가해지는 외부 압력에 의해 굴곡, 수축 또는 팽창하는 상기 보안 매체의 구조 변화에 의하여 상기 인쇄된 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터가 변경될 수도 있으며, 이 경우 특정한 변형된 구조에서 디코딩된 정보를 출력할 수 있다.
도 8은 이를 예시적으로 보여주고 있는데, 가요성의 보안 매체를 구부려 굴곡을 형성하면 패턴의 색상 분포가 변화하게 되므로, 이를 통해 정품과 가짜를 나타내는 각종 보안 정보를 표시할 수 있게 된다.
또한, 상기 보안 매체의 매체를 투명한 기재로 함으로써 다양한 정보 식별 방법에 적용할 수 있다. 도 9를 통하여 이를 설명하면, 투명한 기재에 컬러 코드가 인쇄된 경우 광은 반사되는 광과 투과되는 광으로 나뉘게 되며, 사용자는 도 9(a)에서와 같이 반사광을 관찰할 수도 있고, 도 9(b)에서와 같이 투과광을 관찰할 수도 있다. 이때, 반사광 또는 투과광의 특정 각도나 특정 배경색에서 디코딩된 정보를 표시하게 함으로써 보안 요소를 더욱 강화할 수 있게 된다.
이를 구체적으로 설명하면, 도 9(c)에서와 같이 투명 기재 상에 인쇄된 컬러 코드는 반사광이 배경색에 의해 영향을 받기 때문에 배경색이 백색(d), 흑색(e), 보색(f)인 경우 그 패턴의 차이가 명확히 드러나게 된다. 따라서 배경색을 바꾸어 반사광을 관찰하거나 특정한 각도에서 반사광 또는 투과광을 관찰함으로써 디코딩된 정보를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 관찰각에 따라 상기 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터가 변경되어 나타나는 상기 컬러 코드의 일부 영역이 자기장의 인가에 의해 색상 및 패턴이 변하도록 함으로써 보안 요소를 더욱 강화할 수 있다.
도 10을 참조하여 이를 구체적으로 설명하면, 컬러 코드의 일부 영역이 자기장의 인가에 의해 색 및 패턴이 변화하는 경우, 도 10(a)에서와 같이 지폐의 표면에 인쇄된 컬러 코드가 시야각에 따라 변경됨으로써 디코딩된 정보를 표시할 수 있으며, 이와 동시에 외부에서 상기 지폐의 표면에 자성체를 접근시켰을 때 도 10(b)에서와 같이 색상 및 패턴이 변경되도록 함으로써 디코딩된 정보를 표시할 수 있도록 하여 다양한 조합의 보안 요소를 부가할 수도 있게 된다.
또한, 상기 자기 색 가변 잉크의 구성을 변경함으로써 다른 형태의 컬러 코드의 작동 방식을 구현할 수도 있다. 도 11에서는 이러한 보안 매체의 구조 및 작동 원리를 도시하고 있다.
상기 보안 매체의 보안 정보용 컬러 코드는 자성 입자 및 광 흡수 입자를 포함하는 자기 색 가변 잉크에 의해 구현될 수 있는데, 이때 상기 광 흡수 입자의 자화값은 상기 자성 입자의 자화값보다 큰 것을 채용함으로써 다양한 컬러 코드의 작동 구조를 구현할 수 있다.
상기 자기 색 가변 잉크에 함유된 상기 자성 입자 및 광 흡수 입자는 자화값이 상이하다. 따라서 외부의 자기장의 변화에 따라 이동하여 서로 간의 간격이 변화되게 된다.
도 11에서와 같이 복수의 자성 입자와 광 흡수 입자가 분산된 용매를 광 투과성 물질로 캡슐화 한 캡슐을 잉크 조성물로 적용하거나 격벽이 형성된 기재 상에 상기 복수의 자성 입자와 광 흡수 입자를 포함하는 잉크 조성물을 채워 컬러 코드를 인쇄하면, 매체의 하부에 자성체를 접근시켜 외부 자기장을 인가할 경우 상기 컬러 코드를 시각적으로 관찰되는 영역에서는 자화값이 상대적으로 큰 상기 광 흡수 입자에 광이 흡수되어 색이 차단되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 외부 자기장의 세기에 따라 상기 광 흡수 입자의 거리가 변화하기 때문에 반사광의 파장이 변하게 되며, 이에 따라 완전히 색이 차단된 상태에서 부분적으로 색이 변하는 상태를 구현함으로써 컬러 코드의 다양한 색 가변 효과를 구현할 수 있다.
상기 광 흡수 입자는 광을 흡수하기 용이하도록 검은 색을 띄는 것이 바람직하나, 광을 흡수할 수 있는 역할을 수행하는 범위 내에서는 일부 다른 색을 채용할 수도 있다.
상기 광 흡수 입자는 자화값이 자성 입자보다 커야 하므로 상기 자성 입자보다 자화값이 큰 입자에 카본블랙, 아닐린블랙, 산화철 블랙, 산화티탄, 크롬 등과 같은 흑색계 안료, 유기 안료가 혼합하여 흑색화된 혼합 유기 안료 조성물을 코팅 또는 흡착시킨 입자를 사용할 수 있다. 이때 블랙 염료가 혼합되어 구성된 고분자 조성물로서, C.I. Food Black 1, C.I. Food Black 2 등과 같은 푸드 블랙계 염료, C.I. Direct Black 9, C.I. Direct Black 17, C.I. Direct Black 38, C.I. Direct Black 51, C.I. Direct Black 60, C.I. Direct Black 102, C.I. Direct Black 107, C.I. Direct Black 122, C.I. Direct Black 142, C.I. Direct Black 154, C.I. Direct Black 168 등과 같은 나프톨 블랙 직접 아조 염료, C.I. Acid Black 2, C.I. Acid Black 31, C.I. Acid Black 52, C.I. Acid Black 140, C.I. Acid Black 187 등과 같은 산성 아조 염료를 사용할 수도 있다. 또한, 상기 조성물은 조성물은 PS(polystyrene), PE(polyethylene), PP(polypropylene), PVC(polyvinyl chloride), PET(polyethylen terephthalate) 등의 고분자 물질과 조합으로 광 흡수 입자를 구성할 수도 있다.
종래의 보안 매체에서는 이러한 색 가변 효과를 구현하기 위하여 매체의 표면에 광 흡수층(블랙시트)을 추가로 적층하여 제조하고 있으나, 상기 실시예에 따른 보안 매체는 상기 광 흡수층이 없이도 색 가변 효과를 구현할 수 있으므로 광 흡수층을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 상기 매체를 투명 또는 불투명한 소재로 제조함으로써 광의 반사 또는 투과를 통한 색 가변 효과를 적절히 선택하여 구현할 수 있다.
또한, 광 흡수층을 포함시키는 종래의 기술에 비해 컬러 코드 내의 광 흡수 입자가 입사되는 광을 직접 흡수할 수 있으므로, 격면 반사에 의한 간섭, 왜곡을 원천적으로 막는 것이 가능한 이점이 있다. 격면 반사는 광의 굴절률이 다른 물질 사이에서 경계면을 광이 통과할 때에 생기는 반사인 프레넬 반사(Fresnel reflection)를 포함하는 의미로 이해되어야 한다.
이와 같은 보안 매체는 자기 색 가변 잉크를 이용한 기존의 표시 장치와는 달리 컬러 코드를 형성할 때 외부 전자기장이 인가될 뿐, 사용 시에는 관찰각을 변경하는 것만으로 정보를 확인할 수 있기 때문에 범용성이 더 우수하며 다양한 보안 물품에 활용이 가능하다.
상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하며, 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (7)

  1. 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal ink, MTX)를 이용하여 보안 정보용 컬러 코드가 매체의 표면에 인쇄된 보안 매체에 관한 것으로서,
    상기 컬러 코드는 상기 자기 색 가변 잉크에 의해 인쇄된 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터이며,
    상기 컬러 코드는 상기 보안 매체로부터 발생하는 반사광 이미지 또는 투과광 이미지에 의해 보안 정보의 디코딩이 수행되며,
    상기 보안 정보의 디코딩은 상기 반사광 이미지 또는 투과광 이미지의 관찰각에 따라 변경되어 나타나는 상기 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터로부터 적어도 하나의 특정 관찰각에서 나타나는 상기 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터가 상기 컬러 코드를 설정된 디코딩 정보로 하고, 상기 설정된 디코딩 정보와 일치되는 경우 수행되고,
    상기 자기 색 가변 잉크는 자성 입자 및 광 흡수 입자를 포함하며, 상기 광 흡수 입자의 자화값은 상기 자성 입자의 자화값보다 큰 것을 특징으로 하는 보안 매체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬러 코드는 상기 보안 매체에 가해지는 외부 압력에 의해 굴곡, 수축 또는 팽창하는 상기 보안 매체의 구조 변화에 의하여 상기 인쇄된 색, 패턴, 이미지 및/또는 데이터가 변경됨으로써 보안 정보의 디코딩이 수행되는 것을 특징으로 하는 보안 매체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬러 코드의 일부 영역은 자기장의 인가에 의해 색상 및 패턴이 변하는 것을 특징으로 하는 보안 매체.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보안 정보용 컬러 코드가 인쇄되는 상기 매체는 광 흡수층을 포함하지 않으며, 투명 또는 불투명한 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보안 매체.
  6. 청구항 1에 따른 보안 매체의 제조방법으로서,
    매체의 표면에 자기 색 가변 잉크를 도포하여 보안 정보를 인쇄하는 인쇄층 형성 단계;
    상기 인쇄층에 외부 전자기장을 인가하여 상기 자기 색 가변 잉크를 구성하는 전자기장에 반응하는 입자를 배열하는 단계;
    상기 인쇄층을 비가역적으로 경화하여 컬러 코드를 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 매체의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 비가역적인 경화는 광에너지, 열에너지, 화학에너지 중 적어도 하나의 에너지를 인가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 보안 매체의 제조방법.
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