KR20050008496A - 노출 및/또는 은폐 패턴층을 갖는 진공 롤 코팅된 보안박막 간섭 물품 - Google Patents

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Abstract

문서, 화폐 또는 포장지와 같은 시트의 내부 또는 상부의 매설용 은선(隱線, security thread)이 개시되고 있는데, 상기 은선은 그 위에 피복된(deposited) 박막 간섭 구조물을 가지고 있다. 상기 구조물은 단일 필터의 형태의 파브리-페로(Fabry-Perot) 구조물이거나, 나란히 이격된 복수의 필터일 수 있다. 상기 은선은 그 위에 피복된 분리된 간섭 필터를 가지는 것처럼 보인다. 바람직하게는 상기 은선은 먼저 코팅 공정에서 원 위치에 피복된 물질을 제거하는 오일-에블레이션(oil-ablation) 기술을 사용하여 오일을 가지고 롤 코팅된다. 자기층(magnetic layer)은 상기 박막 간섭 구조물의 내부, 뒤 또는 앞에 피복될 수 있다.

Description

노출 및/또는 은폐 패턴층을 갖는 진공 롤 코팅된 보안 박막 간섭 물품{Vacuum roll coated security thin film interference products with overt and/or covert patterned layers}
은행권, 신용 카드 및 다른 유가 증권을 보호하기 위한 은선의 사용은 공지되어 있다. 은선은 은행권 문서 또는 시트의 표면상에 위치된 물질의 스트립(strip)이고; 또한 은선은 상기 은행권 종이 안에 뱀모양으로 새겨지거나(serpentined) 직조되어서(woven) (윈도우 타입 효과) 상기 은행권에 추가적인 보안(진위)을 부여한다. 핫 스탬프 은선의 통상적인 치수는 1-5 mm의 폭, 3-4 ㎛의 두께이고; 은선에 기초된 부분 노출(windowed) 폴리에스테르 테레프탈레이트 (PET)는 약 0.5 mil 또는 12.5 미크론의 두께를 가진다. 한 예로서, 은선의 최초 형태 중 하나는 은행권의 표면에 핫 스탬핑에 의해 전사된 반사 호일로 구성되었다(GB 2119312 A). 이러한 반사 호일은 프린팅 프레스, PC 프린터 및 복사기와 같은 프린팅 프로세스에 의해 위조 은행권의 재생산을 방지했다. 홀로그램 (EP-A-0624688), 감온 변색(thermochromic) 특징을 갖는 홀로그래픽 특징 (GB 2347646), 냉광(luminescent) 성분과 결합한 투과광에 의해 판독 가능한 문자 및 패턴을 갖는 불투명한 코팅물 (US 6474695), 자기/자기 표시 또는 금속 도트의 반복 패턴 (WO 02103624), 레이저를 이용한 레이저 에칭 미세 선 및 텍스트 (German "Auslegeschrift" no. 22 05 428) 및 (WO 02101147), 맑은 내산 잉크로 증착(metalized) 투명 플라스틱 상에 마이크로-문자를 프린팅하고 이후 상기 프린팅되지 않은 부분을 산 에칭하여 투명 베이스 상에 빛나는 마이크로-문자를 생성하는 방법 (US 4,652,015), 상보(complementary) 핵산 분자가 상기 문서에 미리 부착된분자에 결합할 수 있는 결합된(bonded) 핵산 분자 (DE 10122836), 및 액정 물질을 사용하는 광학 가변 보안 요소 (EP0435029)가 은선을 제조하는데 모두 사용되었다. 그러나, 이러한 전술된 은선은 제조하는데 시간이 많이 소요되고 또는 다른 관련 문제를 갖는다; 예를 들면, 레이저 에칭은 장시간을 요해 비용상 효과적이지 않고, 화학물을 이용한 에칭은 다단계를 요하고 환경친화적이지 않고; 홀로그램은 용이하게 복사될 수 있고, 많은 경우에서 은선의 특징이 일반인에 의해 육안으로 용이하게 보이지 않고 기계가 이들을 판독할 필요가 있다.
진공 챔버에서 금속 또는 탄소의 단일층을 패턴닝하는 방법은 미국 특허 4,022,928 (Piwcyzk)에 개시되었다. Piwcyzk는 증착층에 패턴을 요하는 지지체에 FOMBLIN™ 또는 Krytox™로 알려진 퍼플루오로폴리에테르를 적용하기 위한 다양한 방법을 사용하였다. 상기 퍼플루오로폴리에테르는 웹 또는 플라스틱 지지체에 피복물의 피복을 억제하였다. 레이저나 전자빔을 이용하는 선택된 제거 공정과 함께 스프레이나 진공 증발에 의해 이러한 유체가 적용되었다. 프린팅 방법도 또한 개시되었다. 활판인쇄(letterpress)나 플렉소인쇄(flexography)와 같은 볼록판 프린팅(relief printing), 옵셋 평판인쇄(offset lithography)와 같은 프린팅, 및 그라비어, 및 실크스크린 프로세스 프린팅과 같은 스크린-프린팅을 포함하는 프린팅 기술이 개시되었다.
이후, Ronchi는 인용에 의해 본원에 통합된 미국 특허 4,749,591 및 PCT 출원 WO 8700208(A1)에서 진공 롤 코터에 상기 억제 오일, FOMBLIN을 적용함으로써 플라스틱 지지체 상에 박막 패터닝이 바람직하게 얻어지는 프린팅 프로세스를 개시하였다.
Ronchi는 미국 특허 4,749,591에서만 진공 박막층으로써 피복된, 금속(예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같은 알루미늄)의 단일층을 적용하는 방법을 개시하고 있다. 은행권 안으로 매설된 은선에 있어서 탈증착된(demetallized) 알루미늄층은, 상기 방법 중 하나에 의해 이후 패터닝된 증착 폴리에스테르를 간단히 사용함으로써 용이하게 위조될 수 있다. Ronchi의 기술에 의해 제조된 단일층을 갖는 은선을 복사하기 위하여, 부식성의 식각액(etchant)과 결합한 사진석판술(photolithography), 또는 전술한 방법 중 임의의 하나 또는 심지어 은선을 모사하기 위한 은연필(silver pencil)의 사용에 의한 패터닝이 사용될 수 있다. 다층막을 갖고 상기 층 중 하나 이상이 패터닝된 은선은 종래에 고려되지 않았다. 수개의 박막층을 제공하는데 있어서 주요한 장애는 화상 및 상기 웹의 비패터닝된 부분 상의 잔류 오일이었다. 이러한 잔류 오일은 "고스팅(ghosting)"을 일으킬 수 있고 ; 상기 억제 오일이 롤 코팅 동안 플라스틱 필름의 후면에 전달되는 방식이, 억제 오일이 상기 전면상의 웹 아래로 더 전달되도록 한 때문에, 추가 박막 코팅에 유해하다. 잔류 억제 오일은 또한 연속되는 박막층에 접착 불능을 일으킨다.
"고스팅" 및 잔류 억제 오일의 제거 능력은 본 발명에 의해 해결되었다. 이러한 개시에 의해, 최초로, 패터닝된 다층 광학 스택(stacks)은 롤 코팅에 의해 은선 상에 비용 효과적인 방식으로 편리하게 제조될 수 있다. 특히, 고 패턴 해상도를 갖는 신규한 광학 가변 은선이 제조되었는데, 상기 은선은 판독 가능한 텍스트나 그래픽 화상을 포함하고 자기 서명과 같은 은폐 특징도 또한 통합될 수 있다.
본 발명의 목적은, 배경에 대비해서 보일 수 있는 광학 가변 패턴과 같은 광학 가변 특징을 가져서, 상기 패턴 또는 상기 패턴이 두드러진 곳으로부터 식별가능한 은선을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 웹 또는 시트(예를 들면, 화폐, 문서나 포장지)의 내부 또는 상부에 이들의 진위 여부를 제공하기 위해 유용한 다층 패터닝된 은선의 상대적으로 단순하고, 저렴한 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면,
제1 면과 제2 면을 갖는 신장형 지지체(elongate substrate);
상기 신장형 지지체의 제1 및 제2 면 중 하나 상에 피복된 광학 가변 구조물을 포함하는, 시트 또는 문서의 내부나 상부의 매설용 은선으로서,
상기 광학 가변 구조물이 나란히 배열되고 서로 이격된 복수의 분리된 간섭 필터의 외관을 갖는 박막 간섭 구조물을 포함하고, 다른 색의 전경 및 배경 중 하나에 대하여 시각적으로 분리되어 식별할 수 있는 표시의 가시 패턴의 형태로 가시 칼라 쉬프트 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 은선이 제공된다.
본 발명은 시트, 문서 또는 포장지에 보안을 부여하기 위한 은선을 제공하는데, 상기 은선은 상기 시트의 하나 이상의 면으로부터 가시되는 뚜렷한 광학 가변 구조물을 가지나; 상기 광학 가변 구조물은 큰 파브리-페로 공동(cavity) 또는 간섭 필터를 형성하는 연속적인 복수의 층일 수 있고, 상기 파브리-페로 공동의 앞에 패턴층을 제공함으로써, 상기 간섭 필터는 별개의 이격된 필터로 보인다. 다른 구현예에서 분리된 광학 가변 구조물로 유사하게 보이는 복수의 별개 필터가 제공된다.
본 발명에 따르면, 그 내부에 매설되거나 그 상부에 피복된 은선을 갖는 시트가 제공되는데, 상기 은선은 제1 면과 제2 면을 갖는 지지체; 상기 지지체의 제1 면 위에 나란히 피복된 복수의 분리된 n-층 파브리-페로 공동을 포함하고,
상기 파브리-페로 공동이 서로 이격되고, 각 n-층 파브리-페로 공동이 가시 칼라 쉬프트 특성을 갖는 박막 간섭 필터이고, 상기 복수의 공동이 상기 지지체를 따라 배열되어 상기 칼라 쉬프팅 특성의 결과로서 가시 패턴을 형성한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 시트 내부에 매설 또는 시트 상부에 피복된 은선이 제공되는데, 상기 은선은 플라스틱 웹을 포함하고, 상기 웹 상에 나란히, 이격된 간섭 필터를 형성하는 박막 칼라 쉬트팅 코팅물의 층이 피복되고, 상기 간섭 필터는 다른 색의 배경에 대하여 패턴으로 보인다.
본 발명의 일 구현예에 따른면, 하나 이상의 공동을 한정하는 복수 층을 갖는 연속적인 파브리-페로 구조물이 웹 또는 지지체의 일 면에 적용될 수 있다. 상기 웹의 다른 면 상에, 상기 파브리-페로 구조물로부터 가시적으로 식별할 수 있는 알루미늄 또는 몇몇의 다른 물질의 패턴이 오일 에블레이션 공정을 사용하여 적용될 수 있다. 시각적으로 상기 패터닝된 알루미늄 면으로부터 상기 은선을 바라보는 경우, 알루미늄이 없는 부분은 광학 가변 영역으로 보이고, 알루미늄이 존재하는 부분은 대조되는 알루미늄 영역으로 보인다. 그러므로 이러한 구현예에서, 상기 알루미늄이 상기 패턴을 제공하는 부분을 가리기 때문에, 상기 연속적인 파브리-페로구조물은 상기 패터닝된 면으로부터 관찰자에게 복수의 나란히 이격된 FP(파브리-페로) 공동으로 나타난다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면,
오일-에블레이션 기술을 사용하여 제1 면 및 제2 면을 갖는 웹 지지체상에 반사층을 패터닝하여 패터닝된 반사층을 형성하는 단계;
상기 웹의 제1 면으로부터 오일 잔류물을 제거하고 상기 웹 지지체 상에 박막층을 피복하여 상기 광학 가변 장치를 형성하는 단계를 포함하는 광학 가변 장치의 형성 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면,
웹 지지체의 제1 면의 선택된 부분에 소수성 오일(non-wetting oil)을 적용하여 오일 패턴을 형성하는 단계;
상기 웹 지지체의 제1 면 상에 금속을 피복하고, 상기 소수성 오일이 상기 오일 패턴으로부터 피복 금속을 제거하는 단계; 및
상기 웹의 제1 면에 적용된 제1 글로우 방전 및 상기 웹의 제2 면에 적용된 제2 글로우 방전을 사용하여 오일 잔류물을 제거하는 단계를 포함하는 금속 패터닝 방법이 더 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상부에 두 개의 금속층 사이에 끼인 자기 물질의 패턴층을 배치한 웹을 포함하는 기계 가독형 보안 장치(machine-readable security device)가 제공된다.
본 발명에 따르면, 은선이 오일 에블레이션 공정을 사용하여 그 위에 패터닝된 자기 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 가독형 보안 장치가 또한 제공된다.
바람직한 구현예로는, 코팅 챔버 내에서 롤링된 패턴을 코팅 및 제거함으로써 가시 패터닝된 간섭 구조물을 갖는 패터닝된 웹을 낳게 하는 오일 에블레이션 공정의 사용이 있다. 그럼에도 불구하고, 오일과 유사한 특성을 갖는 다른 물질을 사용하는 것은 본 발명의 범위 내에 포함되고, 상기 제거는 원위치에 연속적인 층의 코팅과 호환 가능하다. 또한, 덜 바람직하지만, 나중에 세척에 의해 제거될 수 있는 수용성 폴리머 코팅이 가능한데, 이러한 종류의 임시 코팅물은 오일의 적용 만큼 유용하지 않고, 이는 상기 피복 챔버 내에서 제거될 수 있다.
본 발명은 일렬의, 진공 롤 코터에서 모든 건식 공정을 사용하여 텍스트 또는 다른 패턴으로 반사 또는 투과에서 광학 가변인 신규한 은선을 제공함으로써 패터닝을 위한 습식 화학 에칭 방법에서 직면되는 난점을 피한다. 육안으로 칼라 쉬프트와 같은 상기 은선의 광학 성능을 용이하게 볼 수 있는데, 상기 은선은 앞뒤로 기울여져 있다. 상기 텍스트 또는 패턴은 투명하거나 빛나는 반사 배경에 대하여 광학 가변이고, 또는 상기 배경은 상기 텍스트 또는 패턴에 대하여 광학 가변이므로 투과로 용이하게 관찰될 수 있다. 게다가, 상기 은선 및 이의 패턴은 상기 시트의 배경으로부터 식별될 수 있는데, 상기 시트는 은선을 수반한다. 또한, 상기 은선은 반사로 관찰될 수 있고, 상기 화상은 알루미늄 또는 다른 착색된 금속(예를 들면 구리)의 반사 배경에 대하여 호일 또는 칼라 쉬프팅 잉크, 또는 광학 가변 또는 비-광학 가변 박막 광학 스택(stack)을 사용하여 착색되거나 광학 가변으로 보인다. 또한 본 발명의 구현예는 전술한 구조물의 역 또는 반대 화상을 제공한다. 상기 광학 가변 광학 스택은 본 발명의 발명자 Phillips의 미국 특허 제 4,705,356; 4,838,648; 5,135,812; 5,214,530; 5,278,590; 5,278,590; 6,157,489; 6,241,858; 6,243,204; 6,241,858; 6,569,529; 및 6,699,313호에 기재된 형식을 채용할 수 있다. 게다가, TiO2또는 Fe2O3코팅된 운모와 같은 운모계 간섭 안료가 상기 칼라 쉬프팅 잉크 중 칼라 쉬프팅 안료로서 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 구현예는 상세한 설명 및 첨부 도면에 기재되고 도시되어 있다. 상기 은선은 Cunnigham 및 Brian의 이름의 유럽 특허 출원 EP1258334 A3에 개시된 것과 동일한 방식으로 은행권으로 부분 노출되거나 은행권의 표면을 가로질러 적용될 수 있다.
본 발명에 따라서 개시된 은선은 광복사, 사진, 또는 프린팅 방식에 의해 정확하게 재생될 수 없는데, 이러한 기술은 광학 가변 효과를 가지지 못하기 때문이다. 게다가, 광학 가변 호일의 경우, 복사기의 광학은 수직 입사에서 표면 색이 화상 형성되는 것을 방지하고; 상기 광학 가변 은선의 반사제는 상기 광이 상기 복사기의 입사 광학을 피하도록 하기 때문에 단지 흑색 화상이 생긴다. 게다가, 60 미크론 아래의 해상도를 갖는, 텍스트의 복잡한 디자인은 임의의 위조자가 가위를 사용하여 이러한 보안 장치를 모사하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 PET 지지체 또는 웹 상에 패터닝된(patterned) 알루미늄 층을 갖는 선행 기술 장치(device)를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 구현예를 도시하는 단면도로서, 여기에서 간섭 구조물이 Cr 층에 의해 캡핑된 MgF2의 스페이서층으로 피복된 PET 웹 상에 패터닝된 알루미늄 층에 의해 형성되는 것을 도시하고, 상기의 세 개의 층은 그 사이에 나란히 창을 갖는 복수의 광학 간섭 구조물을 형성한다.
도 3은 PET 웹의 일면 상의 패터닝된 알루미늄, 상기 PET 웹의 동일한 면 상의 광학 가변 호일 코팅물, 및 PET 웹의 다른 면 상의 다른 광학 코팅물을 갖는 층 구조물의 단면도이다.
도 3b는 상기 플라스틱층의 엠보싱이 추가된 도 3과 유사한 단면도이다.
도 4는 PET 웹 상의 패터닝된 자기층을 도시하는 일구현예의 도면이다.
도 5는 패터닝된 자기층이 PET 웹 상의 알루미늄의 두 층 사이에 끼인 본 발명의 구현예를 도시한다.
도 6은 PET 웹의 일면 상의 패터닝된 알루미늄; 및 PET 웹의 동일한 면 상의 은폐된 자기층을 갖는 광학 가변 호일을 갖는 구현예를 도시한다.
도 7은 PET 웹의 일면 상에 칼라 쉬프팅 잉크(color shifting ink)로 오버-코팅된 플라스틱 지지체 상에 피복된 패터닝된 알루미늄층을 도시하는 도면이다.
도 8은 PET 웹 상의 일면 상에 칼라 쉬프팅 잉크로 오버-코팅된 양각 및 음각 패터닝된 알루미늄층의 효과를 도시한다.
도 9는 패터닝된 알루미늄층이 PET 웹의 일면 상에 피복되고 칼라 쉬프팅 잉크가 상기 PET 웹의 반대면에 코팅된 본 발명의 구현예를 도시하는 도면이다.
도 10은 내마모 래커의 보호층으로 오버-코팅된 PET 웹의 일면 상에 피복된 패터닝된 알루미늄층; 및 상기 PET의 반대 면 상의 칼라 쉬프팅 잉크를 도시하는 단면도이다.
도 11은 PET 웹의 일면 상에 파브리-페로 디자인으로 오버-코팅되고 상기 PET의 제2 면 상에 또 다른 파브리-페로 디자인으로 코팅된 패터닝된 알루미늄층을 도시한다.
도 12는 PET 웹의 일면 상의 패터닝된 알루미늄층 및 상기 PET의 제2 면 상의 연속적인 광학 구조물의 단면도이다.
도 13은 PET 웹의 일면 상의 패터닝된 칼라 쉬프팅 호일 및 상기 PET의 제2 면 상에 잉크(흑색 또는 상기 칼라 쉬프팅 호일에 대한 보색)의 프린팅층을 도시한다.
도 14는 유전체 스페이서층이 패터닝된 PET 웹 상의 파브리-페로 디자인을도시하는 단면도이다.
도 15는 상기 흡수제층(absorber layer)이 패터닝된 PET 웹 상의 파브리-페로 디자인을 도시하는 단면도이다.
도 16은 본 발명의 구현예에 따른 간이 코터를 도시하는 도면이다.
도 17은 잔류 "억제 오일(inhibiting oil)"을 제거하기 위한 상기 코팅 챔버 내 세척 장치를 도시하는 도면이다.
도 18은 상기 알루미늄층 내에 은폐된 1차원 자기 바 코트 패턴의 도면으로서, 상기 알루미늄층이 본 도면에서 투명하도록 간이하게 도시되어 상기 바 코드가 보이게 되어 있다.
도 19는 상기 알루미늄층 내에 은폐된 2차원 자기 바 코드를 도시한다.
도 20은 패터닝된 광학 가변 은선의 텍스트 심볼의 해상도를 도시하는 사진이다.
도 21은 부분 노출(windowed) 타입 포맷으로 은행권 내부로 매설된 패터닝된 광학 가변 은선의 사진이다.
도 22는 투과 관찰된 은행권의 패터닝된 광학 가변 은선의 텍스트를 도시하는 사진이다.
도 23은 감압 접착-이형 라벨지 스톡(pressure sensitive adhesive-releasable label paper stock) 상의 패터닝된 광학 가변 호일 구조물로부터 형성된 그래픽 보안 라벨을 도시한다.
도 2를 참조하면, PET 웹 20 상에 패터닝된 알루미늄 22의 층이 도시되어 있다. 이러한 구현예는 반사 물질로서 알루미늄 및 다른 반사 물질(예를 들면, 알루미늄을 대신하여 다른 물질이 사용될 수 있다)의 사용에 제한되지 않는다. 상기 PET 웹은 상기 은선의 기초를 형성하는데, 상기 은선 상부에 도시된 층이 피복되고; 그러나 다른 플라스틱과 같은 다른 물질이 PET를 대신하여 사용될 수 있다. 상기 알루미늄 패턴층 22는 상기 패터닝된 알루미늄 및 웹 위에 피복된 MgF2의 스페이서층 24에 의해 커버링되어, 상기 피복된 알루미늄이 없는 웹 위의 영역에 윈도우 28을 형성하고; 흡수제 물질층 26, 예를 들면 크롬의 박층은 상기 스페이서층 24 위에 피복된다. 광학 가변 구조물은 상기 패터닝된 금속의 잔류부 위의 반사제/유전체 스페이서/흡수제 (R/D/Ab) 스택으로 형성되나, 알루미늄이 제거된 웹 부분 위에는 형성되지 않고; 알루미늄이 제거된 부분은 윈도우부로 칭한다. 상기 광학 간섭 구조물 21은 상기 패터닝된 금속에 특정한 외관을 부여하는 칼라 필터일 수 있고, 또는 상기 패터닝된 금속에 칼라-쉬프팅, "광학 가변" 외관을 부여하는 칼라 필터일 수 있다. 상기 알루미늄은 상기 "억제 오일"을 사용하여 상기 플라스틱 웹 20 상으로 화상 또는 패턴을 프린팅하고 이후 알루미늄의 박막을 피복함으로써 패터닝된다. 비록 상기 오일이 상기 지지체에 증착(vacuum deposit)의 점착을 방지하는 정확한 메카니즘은 완전히 알 수 없지만, 그럼에도 불구하고 상기 공정은 작동한다. 다양한 이론이 이러한 현상을 설명하는데 제안되어 왔다. 일 이론은 상기 피복 물질의 응축열(heat of condensation)이 상기 오일을 가스로 변환시키고 유효하게 상기 금속을 제거한다는 개념을 제안한다. 또 다르게는 상기 오일이 상기 피복물질의 핵화(nucleation)를 단순히 방지하고 그 결과 상기 도달 물질(arriving material)이 분산된다고 설명한다.
도 2에 도시된 구현예에서 상기 Al-MgF2-Cr 스택은 파브리-페로("F-P") 흡수제-스페이서-반사물-타입 광학 가변 장치("OVD")를 각각 형성하고, 이는 상기 웹의 윈도우부 위에 형성되지 않는데, 그 이유는 이러한 영역에 파브리-페로 구조물이 없기 때문이다. 상기 플라스틱 웹은 맑고, 색조를 띄고, 반투명하고, 또는 불투명하고, 상기 패터닝된 금속층 및 적층 박막용으로 선택된 물질은 단지 예시일 뿐이다. 상기 박막층을 코팅한 후, 래커의 박층(미도시), 또는 얇은(예를 들면, 0.5 mil) 플라스틱 필름과 같은 보호층이 선택적으로 적용되고, 상기 보호층은 라미네이팅 접착제를 사용하여 상기 OVD에 접착된다.
도 3은 웹 30의 전면 상에 도 2와 유사한 층 구조물을 도시한다. 패터닝된 알루미늄은 오일의 패턴을 적용하기 위해 억제 오일을 갖는 롤-코터를 사용한 후 피복되어 PET 웹의 "전"면 상에 상기 웹 30의 소정 영역 상부에 영구적인 피복을 방지한다. MgF2및 Cr의 층 34 및 36은 상기 전면 위에 피복되어 상기 Al 위에 광학 간섭 구조물을 형성하고; 상기 Al은 상기 파브리-페로 구조물에서 반사제로서 작용한다. 연속 또는 패터닝되거나, 알루미늄의 층 사이에 끼워진, 반사층, 광학 가변(OV)층, 자기층, 또는 단일층 즉 형광층과 같은 또 다른 광학 구조물 39이 상기 웹의 "후"면 상에 형성된다. 이러한 구현예에서, 보호층은 상기 OVD의 양면에 선택적으로 적용된다. 상기 광학 구조물은 불투명하거나 반투과성일 수 있다.
본 발명에 따르면, 동일 발명자의 미국 특허 출원 번호 제 2002/0160194A1 및 WO 02090002(A2)에 개시된 바와 같은, 자기층이 상기 반사층 사이에 끼인 구현예에서, 커버 서명(cover signature)이 존재한다. 디지털 코드 또는 바 코드에서 숫자가 존재할 수 있는데, 이는 육안으로 보이지 않고, 상기 지폐 상에 일련 번호 또는 액면(예를 들면 50 달러)을 인가할 수 있다.
이러한 구현예에서, 자기 바 코드가 상기 장치 내로 은폐되는 경우, 알루미늄과 같은 반사 특성을 보이나 적당한 자기 검출기로 가독되는 자기 서명을 가진다. 상기 자기 검출은 은폐된 바 코드 또는 은폐된 로고와 같은 자기 화상에서와 같은 자기 물질의 존재일 수 있고, 또는 디지털 또는 아날로그 기록 정보의 신호일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같은, 가장 단순한 조건에서, 자기 물질의 단일층 42는 상기 플라스틱 웹 40 상에 피복되고, 상기 오일 화상 형성 방법에 의해 패터닝되고, 이후 은선, 라벨 또는 핫 스탬프 화상으로 형성된다. 더 복잡한 구조물에서, 지지체 50에 의해 지지된 상기 패터닝된 자기층 52는 도 5에 도시된 바와 같은 두 개의 알루미늄층 54 및 56 사이에 끼워져 있고, 또는 도 6에 상세히 도시된 파브리-페로 광학 스택에서 두 개의 알루미늄층 사이에 끼워져 있는데, 지지체 60은 패터닝된 알루미늄층 62를 그 위에 피복시키고; 상기 층 62 상에 Cr 층 63, 유전체층 64, 및 상기 유전체층 64 상의 두 개의 알루미늄 층 65 및 67 사이에 있는 자기층 66이 있다. 은선의 한 면만이 보이는 경우에, 상기 자기 층 66은 알루미늄의 단일층 67에 의해 커버링되고, 두 개의 상기 층 사이에 끼워져 있을 필요는 없다.
도 5를 참조하면, 플라스틱 지지체 50이 그 위에 알루미늄의 비자기층 54를 피복시킨 단면도가 도시되어 있다. 물론 다른 비자기 물질도 사용될 수 있다. 이후 억제 오일의 패턴이 적용되어, 롤러 상의 디자인에 따른 오일의 소정의 바-코드 패턴을 형성하는데, 상기 롤러는 상기 오일을 픽업하여 상기 플라스틱 웹 50을 코팅한다. 상기 자기층 52는 연속적으로 피복되고 자기 물질만이 남아서 진공 코팅 및 세척 공정 동안 일체의 오일도 적용되지 않는다. 비자기 물질의 최종층 56은 상기 두 개의 비자기층 사이에 상기 자기층 52를 효과적으로 끼워넣는다.
도시된 또 다른 구현예에서, 패터닝된 층 위에 추가 층을 사용하여 레벨링층으로 이용할 수 있다. 이는 진공에서 유기 평탄화층(smoothing layer)을 증발시키고 Yializis의 미국 특허 제 6,706,412호에 개시된 가교제에 의해 경화함으로써 얻어진다. 본 발명에 따라 개시된 구현예에서, 상기 증착층의 두께는 상기 오일 패턴의 두께보다 상당히 더 얇고; 따라서 약 10,000 옹스트롬의 오일 두께에 비하여 상기 증착층에 있어서 1000 옹스트롬 정도의 작은 융기(bumps)는 무시할 수 있다. 다중층용 패터닝은 비패터닝된 영역 상에 또는 심지어 미리 패터닝된 영역 상에서 일어날 수 있다.
도 6은 도 5 보다 더 복잡한 구조물을 도시하는데, 상기 제조 방법은 본질적으로 동일한 일련의 층의 패터닝 및 피복이다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 코팅된 운모를 기초로 한 진주빛 타입 안료를 포함하는 잉크에 한정되지 않고, SecureShift® 칼라(Flex 제품에 등록됨), 광학 가변 잉크 (OVI®, SICPA에 등록됨), 회절계 안료계 잉크(inks based ondiffracitve based pigments) 또는 액정 칼라 쉬프팅 잉크를 포함하는 칼라 쉬프팅 잉크와, 패터닝된 박막의 결합이 존재할 수 있다. 상기 안료는 미국 특허 제 6692830호 및 PCT 특허 출원 WO 03011980A1에 개시된 바와 같은 평평한 박막 광학 구조물로 형성되거나 회절 플레이크로 형성될 수 있다.
도 7 및 8을 참조하면, 칼라-쉬프팅 잉크를 이용하는 본 발명의 구현예가 도시되어 있다. 이러한 경우에, 상기 칼라 쉬프팅 잉크 75는 상기 홀 또는 윈도우 76을 통하여 보인다. 상기 가장 간단한 조건에서, 패터닝된 알루미늄 73은 폴리에스테르 테레프탈레이트 (PET)와 같은 플라스틱 필름 70 상에 형성되고 상기 칼라 쉬프팅 잉크 75는 상기 패터닝된 알루미늄 위에 코팅되어, 상기 반대면으로부터, 상기 텍스트 또는 그래픽 화상을 통하는 시야각으로 칼라 쉬프트를 보거나 반사 텍스트 또는 그래픽 주위의 배경으로 보인다.
도 8에서, 상기 배경이 비-칼라 쉬프팅일 수 있고 반대로 전경은 칼라 쉬프팅일 수 있음을 도시하는 도면이다.
또한 상기 칼라 쉬프팅 잉크는 상기 패터닝된 알루미늄의 반대 면 상에 코팅되어서 상기 패터닝된 알루미늄 면으로부터 상기 보안 장치가 관찰된다. 이러한 경우에, 상기 칼라 쉬프팅 잉크는 상기 패터닝된 알루미늄의 개구부를 통해 드러난다. 앞서 개시된 구현예에서와 같이, 상기 패터닝된 알루미늄은 그 위에 위치된 추가적인 보호층, 예를 들면 내스크래치 래커를 가질 수 있고 또는 통상적으로 0.5 mil 정도의 두께를 갖는 얇은 PET 시트에 라미네이팅된다. 도 9 및 10은 이러한 구조물을 예시한다.
도 9에서 플라스틱 웹 90은, 상부 면에 예를 들면 광학 가변 잉크, 칼라 쉬프팅 잉크, 광학 가변 안료 또는 박막 파브리-페로 공동 구조물의 형태의 광학 가변 구조물 92를 가진다. 상기 웹의 하부면에, 알루미늄의 패턴층 94가 도시되어 있다. 도 10에서 칼라 쉬프팅 잉크 106은 플라스틱 지지체 100 상에 배치되고 알루미늄의 패턴층 103은 그 위에 보호 래커 코팅물 106을 갖는 지지체 100의 하부면 상에 피복된다.
일 구현예에서, 상기 반사층은 불투명 알루미늄층이고, 상기 패턴층의 윈도우부는 반사되어 보인다. 상기 후면 반사제는 상기 전면 MgF2-Cr층을 갖는 OV 구조물을 통상적으로 형성하지는 않는데, 이는 상기 간섭 PET 웹이 상기 가시 영역 광에서 파브리-페로 구조물 중 스페이서로 이용하기에는 상대적으로 두껍기 때문이다. 상기 윈도우부는 거울상을 나타내는데, 상기 전면 F-P 구조물은 도 3에 도시된 바와 같이 OVD를 제공한다.
또한, 상기 웹의 후면 상에 광학 구조물은, 상기 PET 웹 상의 박막 흡수제층, 상기 흡수제층 위의 스페이서층, 및 상기 흡수제층 위의 반사층과 같은 광학 간섭 구조물이고, 따라서 도 11에 도시된 바와 같이 상기 웹의 전면 상에 상기 F-P 구조물외에 또 다른 F-P 구조물을 형성한다. 반사 후면층 112a는 OVD를 갖는 은선에 특히 바람직한데, 이는 상기 거울상 배경이 상기 전면 OVD의 색 변화에 우수한 시각적인 참조(visual reference)를 제공하기 때문이다. 이러한 반사 후면층은 또한 상기 두 개의 인접층(Cr층 115a, 유전체층 111a)에 의해 한정된 상기 광학 가변구조물의 층으로 이용된다. 도 11은 또한 패터닝된 알루미늄층 112를 갖고, 이후 Cr층 115를 최상부에 갖는 유전체층 111이 뒤따르는 플라스틱 지지체 110을 도시한다.
또한, 칼라 쉬프팅 잉크층은 상기 웹의 후면에 적용될 수 있다. 칼라 쉬프팅 잉크를 상기 웹의 후면에 적용하면 상기 구조물이 양면으로부터 관찰되는 경우 광학 가변 효과를 낳는다. 상기 후면으로부터 관찰되는 경우, 상기 칼라 쉬프팅 잉크의 OV 효과가 관찰된다. 상기 전면으로부터 관찰되는 경우, 상기 패터닝된 Al층으로 형성된 칼라 쉬프팅 잉크 구조물의 OV 효과가, 상기 칼라 쉬프팅 잉크의 OV 효과에 추가하여 관찰된다.
도 12를 참조하면, PET 웹 120은 상기 전면에 패터닝된 알루미늄 112 및 상기 후면에 광학 구조물을 갖는 것으로 도시된다. 일 구현예에서 상기 광학 구조물은 분말 형태의 반스토크스(Anti-Stokes) 물질을 포함하는 유기층 128이다. 상기 반스토크스층은 더 장파장에서 조명되는 경우 더 단파장에서 형광한다. 많은 적당한 물질이 존재하고, 캐리어 중 매우 미세한 입자로서 웹의 후면에 통상적으로 적용된다. 분말화된 반스토크스 물질은 STAR DUST TECHNOLOGIES로부터 구입 가능하다. 상기 입자는 통상적으로 크림 또는 밝은 황갈색(light tan color)과 같이 밝게 착색되고, 가시 영역 바깥인 근적외선광으로 조사되는 경우 청색, 녹색, 황색, 또는 오렌지색과 같은 색으로 형광한다. 따라서, 상기 윈도우부가 상기 근적외선으로 조사되는 경우, 상기 윈도우부는 가시 색으로 형광한다. 상기 반스토크스 코팅물은 보통의 관찰에 의해서는 용이하게 보이지 않기 때문에 이는 은폐된 보안 특징으로써 사용될 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이 알루미늄의 패턴층 132, 유전체층 134, 및 Cr층 135를 포함하는 패터닝된 광학 가변 호일이 상기 PET의 일면 상에 형성될 수 있고, 통상의 잉크의 프린트층 136은 상기 PET 지지체 130의 제2면 상에 프린팅된다. 상기 프린팅된 잉크 136은 흑색 또는 상기 칼라 쉬프팅 호일의 수직(90 도) 색의 보색이다. 이러한 경우, 상기 흑색 또는 보색은 상기 패터닝된 OVD의 윈도우를 통하여 나타나거나 역상으로 보이고, 상기 흑색 또는 보색층은 상기 칼라 쉬프팅 패터닝된 텍스트에 대해 배경으로 작용한다. 예를 들면, 녹색 내지 청색 칼라 쉬프팅 호일은 상기 PET의 제2면 상에 마젠타(magenta) 프린팅된 잉크를 가질 수 있다(예를 들면, 녹색 및 마젠타는 보색이다). 양 경우에서, 상기 프린팅된 잉크층 및 칼라 쉬프팅 호일 사이의 콘트라스트는 반사광에서 쉽게 관찰될 수 있게 한다. 조화색(matching color)이 또한 프린팅되어 상기 텍스트의 반사색은 수직 이외의 각도에서만 나타난다.
도 3b에서 도시된 구현예에서, 상기 플라스틱 웹(플라스틱 필름) 30은 상기 패터닝된 코팅물 34의 반대면 상에 알루미늄층 32로 코팅된 엠보싱 표면을 가지므로 상기 홀로그래픽 화상 또는 회절 화상이 상기 홀 36을 통하여 보인다.
도 14는 웹 140 상에 형성된 OVD (광학 가변 장치)를 도시하는데, 여기에서 Al층과 같은 반사층 142가 피복되고, MgF2층 144와 같은 중첩 스페이서층이 상기 오일-"억제" 기술로, 패터닝된다. Cr의 박층과 같은 흡수제층 146은 기저층 상에 피복되어, 반사, 스페이서, 및 흡수제층이 F-P 구조물을 형성하는 OVD를 형성한다. 상기 후면 상에 광학 구조물이 반사층인 것으로 도 3에 도시된 OVD와 같이, 도 14에 도시된 구현예는 상기 OVD를 관찰하는 경우 시각적인 참조를 제공하는 OVD 구조물에 가까운 상당한 반사 영역을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 더 많은 유전체층 물질은 상기 패터닝된 유전체 상에 피복될 수 있어서, 일단 상기 최종 흡수제층이 피복되면 칼라 쉬프팅 패턴이 다른 칼라-쉬프팅 패턴의 최상부에 형성된다.
도 15는 상기 웹에 각각 형성된 반사 및 스페이서층 152 및 154, 및 중첩 패터닝된 흡수제층 156을 갖는 웹 150 상에 형성된 OVD를 도시한다. 상기 흡수제층은 상기 오일-에블레이션 기술을 사용하여 패터닝된다. OVD는 상기 흡수제 물질이 잔존하는 곳에 형성된다.
도 16은 본 발명의 구현예에 따른 간략화된 코팅 기계를 도시한다. 상기 코터는 언와인드 롤러(unwind roller) 160a, 와인드 롤러 160b, 프린팅 헤드 162, 증발 보트(evaporation boat) 164 및 글로우 방전 요소 166a 및 166b를 포함한다. 운전시에, 상기 프린팅 헤드 162는 상기 픽-업 롤러 168로부터 상기 "억제"오일을 수용하여서 PET 웹 170에 상기 오일을 적용한다.
상기 오일은 상기 롤 코터의 진공 중에 용이하게 증발하지 않으나 상기 증발 물질의 응축열을 받게되면 용이하게 증발하는 특성을 가진다. 게다가, 상기 오일은 상기 플라스틱 웹의 표면 상에 퍼지지 않고, 즉 퍼진다고 하더라도 도트게인(dot gain)이 거의 없는 특성을 가진다.
상기 오일은 상기 지지체에 점착해야 하나 프린팅되는 화상 영역 이상으로퍼져서는 안된다. 이론적으로, 상기 오일은 상기 플라스틱 웹과 상호작용을 가지나 퍼져서는 안된다. 만일 상기 오일이 상기 각인 실린더(imprinting cylinder)의 화상 이상으로 퍼진다면, 상기 화상은 정확하게 재생될 수 없다. 상기 그래픽 화상이 픽셀 형태로 있다면, 픽셀이 서로 구별될 수 있고 서로 맞서는 모서리나 부분을 가지지 않는다. 픽셀 사이즈에서 이러한 원하지 않는 증가는 도트게인으로 알려져 있다. 오일의 초박층에 있어서 상기 오일이 습윤 오일 또는 비습윤 오일인지 여부에 따라 어떠한 차이도 없다. 그러나, 오일은 거품이 일지(bead up) 않는 것이 바람직하다. 상기 오일이 진하고 비습윤성인 경우, 상기 오일은 간단히 거품이 일고 상기 웹을 흘러나와서 상기 프린팅된 화상을 유지하지 못할 수 있다. 일 물질이 다른 물질 상에서 퍼지는 것은 각각의 표면 에너지, γA, γB 및 γAB에 의해 결정되는데, γA는 플라스틱 웹의 표면 장력(즉, 표면 에너지)이고, γB는 오일의 표면 장력이고, γAB는 계면 장력이다. 퍼짐(spreading)은 방정식 SL/S= γA - γB - γAB에 의해 결정되는데, SL/S는 퍼짐 계수이다. SL/S가 양이면, 퍼짐이 일어날 수 있다. 다르게 말하면, γA가 γB 및 γAB의 합보다 커서 이는 γB + γAB가 γA보다 더 낮은 표면 에너지를 가진다는 것을 의미한다. 그 결과, 에너지를 최소화하기 위해, 퍼짐이 일어난다. 따라서, 상기 플라스틱 지지체 상의 오일 퍼짐이 일어나지 않기 위해서는 SL/S는 음이어야 한다. 전술한 바와 같이, 상기 도트게인이 상기 패터닝된 화상 형성 롤러 상의 초기 프린트 화상으로부터 해상도를 감소시킬 수 있기 때문에 퍼짐은 이롭지 못하다. 상기 오일은 또한 낮은 증기압을 가져서 상기 웹 상으로 상기 화상을 프린팅한 후 증발하지 않는다. FOMBLIN 또는 Krytox 오일은 상기 퍼짐 기준을 충족시키고; 그러나, 다른 낮은 증기압 오일은 사용되는 지지체에 따라서 사용될 수 있다.
운전시에, 상기 웹은 상기 증발 보트로 전진되어, Al 또는 다른 금속을 상기 웹의 표면에 피복시킨다. 공정 조건은 제어되어서 상기 Al의 응축열은 상기 Al의 기저에 있는 오일을 증발시키고, 미리 오일을 가지는 영역으로부터 상기 Al을 제거한다. 다르게는 상기 오일이 피복 알루미늄의 핵화를 방지한다고, 즉 상기 알루미늄은 점착하지 않고 상기 챔버로 재증발된다고 설명될 수 있다. 그러나, 상기 공정이 진공하에서 일어나더라도, 오일 분해 및/또는 잔류 오일(일반적으로 "오일 잔류물")의 생성물이 상기 웹의 일부 상에(증착 후 상기 웹의 후면을 포함) 존재할 수 있다는 사실이 발견되었다. 이러한 잔류물은 상기 웹 상에 연속적으로 형성된 OVD의 광학 성능을 열화시킬 수 있고 연속적으로 이후의 필름층의 허용 점착(acceptable adhesion)을 방지한다. OVD를 형성하고 이의 광학 성능을 평가함이 없이, 이러한 잔류물의 존재를 검출하는 것은 매우 어렵다. 이러한 잔류 오일을 다소 세척하지 않고, 패터닝된 Al을 갖는 웹 상에 박막 OVD 구조물이 피복되는 경우 고스팅(ghosting), 스미어링(smearing), 및 다른 바람직하지 않은 효과가 관찰된다. 상기 Al은 일 진공 코터에서 피복되고 패터닝되고, 및 상기 OVD는 다른 진공 코터에서 피복된다. 오일 잔류물 제거는 패터닝 후에는 상기 Al 코터에서, 피복 전에는 OVD 코터에서 수행될 수 있고, 또는 단일 진공 롤 코터가, 개재 크리닝(intervening cleaning)을 하여, 상기 Al을 피복 및 패터닝하고 및 상기 OVD층을피복하는데 사용될 수 있다는 사실이 확인되었다.
글로우 방전 크리닝 기술은 오일 잔류물을 성공적으로 제거하는데 이용되었다. 다른 크리닝 기술뿐만 아니라, 글로우 방전 크리닝 기술의 몇가지 타입을 평가하였다. 아르곤 기체를 사용하는 글로우 방전 크리닝 기술을 시도하였으나, 상기 패터닝 공정에 사용된 오일의 잔류물을 적절하게 크리닝하지는 못했다. IR 히터가 코팅 전에 사용되었으나, 오일 이동은 여전히 일어났는데, 이는 상기 웹의 층 간의 오일 이동이 일어났기 때문이라고 추정된다. 예를 들면, 상기 웹의 전면의 오일 잔류물은 상기 와인드 롤 상의 웹의 후면으로 이동될 수 있다. 상기 웹의 층이 함께 와인딩되기 전에 OVD를 코팅하는 일련의 공정에서, 전면에서의 잔류물의 전면 제거는 충족될 수 있다. 그러나, 상기 오일이 이러한 예에서 사용되는 경우, 도 17에 도시된 바와 같이, 일정 정도의 교차-오염이 상기 패터닝 공정 동안 일어나고, 상기 전면 및 후면의 크리닝이 수행된다고 생각된다.
상기 코터의 많은 추가적인 특징, 예를 들면 인장 롤러 및 챔버 디바이더가 생략되었다. 유사하게, 상기 웹은 상기 Al 피복/패터닝 동안 드럼에 대하여 유지될 수 있다.
도 17은 패터닝된 웹을 크리닝하기 위한 피복 장치의 개략도를 도시한다. 상기 패터닝된 웹 170은 언와인드 롤러 170b로부터 일련의 인장 롤러를 따라 빠져 나온다. 상기 웹의 후면은 제1 글로우 바가 있는 제1 스테이션 171(덮개가 없는 상태(unshrouded)로 도시됨)에서 크리닝된다. 상기 웹의 전면은 상기 웹을 더 따라가서 제2 스테이션 172(글로우바가 덮개로 가리워짐(shrouded))에서 크리닝된다. 상기글로우 방전이 다른 시스템 요소에 영향을 주지 않는다면, 상기 덮개는 선택적으로 생략된다. 유사하게, 상기 웹의 후면의 크리닝은 모든 구현예에서 필요한 것은 아닐 수 있다. 산소가 상기 글로우바 덮개에 제공되었으나, 상기 챔버의 다른 위치에서 제공될 수 있다. 상기 덮개에 제공된 산소는 제1 글로우바의 영역으로 확산되어 상기 크리닝 방전(cleaning discharge)을 일으킨다. 챔버 디바이더 179는 상기 OV 소스의 물질이 상기 인장 롤러 및 다른 시스템 요소 상에 피복되는 것을 방지한다. 상기 웹은 상기 OV층의 피복 동안 코팅 드럼 178에 대고 인장된다. 전구체로서 O2를 사용하는 글로우 방전은 적절하게 작동하여 상기 웹에서 오일 잔류물을 크리닝하는 것으로 확인되었다. 다른 전구체는 다른 오일류 또는 액체류, 심지어 이러한 타입의 오일 잔류물에 대하여 바람직할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 약 8.5 인치 폭의 PET 웹은 0.5 미터/초의 속도로 글로우 방전 크리닝 단계를 통하여 수송되었다. 상기 후면 글로우바 및 전면 글로우바(glowbar)에 총 전류는 100 mA였고 상기 글로우바는 2,200 볼트에서 작동되었다. 순수한 O2는 상기 전면 글로우바의 덮개에 제공되어서 5 x 10-3Torr의 챔버압을 형성하여 상기 패터닝된 웹의 양면으로부터 잔류 오일을 제거하였다. 이러한 방식으로 크리닝한 후 상기 패터닝된 웹 상에 형성된 OVD는 상업적인 용도에 사용하기에 적당한, 우수한 광학 특성을 보였다.
본 발명의 구현예의 더 상세한 설명
본 발명은 통상적으로 광학 가변 호일 및 보안 라벨을 포함하는 보안 물품뿐만 아니라, 화상 형성된 호일을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적인구현예서, 광학 가변 호일은 모든 진공 일련 공정을 사용하여 제조된다.
0.25 내지 5 mil PET, 바람직하게는 0.5-1.0 mil (1 mil = 25.4 미크론)으로 이루어진 지지체가, 먼저 미국 간행물 "Proceedings of the Fourteenth International Conference on Vacuum Web Coating", October 25-27, 2000 (Aerre Machine)에 개시된 바와 같은 퍼플루오르화 폴리에테르를 가지고 상기 웹(폭 2"-60" 이상) 상에 양화 또는 음화로 패터닝된다. US 4,749,591에 개시된 것과 유사한 프린팅 스테이션이 사용되었고 인용에 의해 본원에 통합되었다. 그러나, 상기 프린팅 방법은 US 4,749,591에 개시된 것에 반드시 한정되지 않는다. 예를 들면, 잉크-젯 프린팅, 플렉소그래프 프린팅, 그라비어 프린팅 또는 평판 프린팅(lithographic printing), 또는 심지어 도트 매트릭스 프린팅(dot matrix printing)을 포함하여 다른 프린팅 기술이 사용될 수 있다. 잉크-젯 프린팅의 경우에, 진공을 깨지 않고서 상기 패턴 또는 화상을 변화시킬 수 있다. 유리하게는, 이는 맞춤형 패턴(customized pattern)이 미리-화상 형성된(pre-imaged) 프린트 롤러를 필요로 하는 프린팅 스테이션 상의 롤이 필요 없이 상기 플라스틱 롤 상에 형성될 수 있도록 한다. 잉크 젯 공정을 이용한 패터닝은 보안 라벨 및 다른 보안 장치의 연속 넘버링을 가능케 하는데, 이는 상당히 유리하다. 단일 패터닝 롤을 사용하거나, 상기 잉크 젯 프린팅 공정을 사용하여 다음 박막층에 다른 패턴을 사용하는 다층 패터닝을 사용하여, 복잡한 그래픽 또는 심지어 상기 은선에 마이크로-전자 공학을 형성할 수 있다. 특히, 광학 가변 특징을 갖는 은선은 표준 바 코드로서 일차원, 또는 2D 바 코드 포맷으로서 이차원의 은폐된 자기 바 코드와 결합될 수 있다. 상기 자기층은 상기 박막 디자인의 다른 층 사이에 은폐되는데, 예를 들면 도 18 및 19에 도시된 바와 같이 반사층 뒤 또는 두 개의 고도의 반사 알루미늄층 사이에 끼워져 있다.
우수한 화상 신뢰성을 보장하기 위해서, 상기 프린팅 스테이션은 제1층, 통상적으로 알루미늄의 피복 전에 즉시 상기 냉각된 드럼 상에 놓여져야 하나, 상기 화상 형성된 오일을 증발시키기 위해 충분한 응축열을 갖는 임의의 물질이면 된다. 폴리이미드, 폴리헥사디엔, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트 트리아세테이트, 바이아세테이트, 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)와 같은 다른 지지체가 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 대신하여 사용될 수 있다. 다른 지지체 및 다른 표면에 있어서, 기본 표면 에너지에 기초한 패터닝 오일은 전술한 바와 같이 낮은 증기압을 필요로 한다.
화상 형성된 제1층의 피복은 수행되는 다음 공정 단계이다. 광학 가변인 OVD 보안 화상의 경우에, 상기 반사제층 또는 흡수제층이 화상 형성될 수 있다. 일반적으로, 상기 오일 패터닝 공정이 뚜렷한 오일 화상을 형성하는 동안, 임의 층은 화상 형성된다. 예를 들면, 상기 화상 형성은 미리-피복된(prior-deposited) 층 상에 상기 오일 화상을 배치함으로써 상기 유전체층에서 일어날 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 반사제층 또는 흡수제층은 상기 오일 화상이 그 위에 배치된 층일 수 있다. 상기 패터닝된 오일 상에 금속층을 피복하면 액체 오일이 기체로 폭발적으로 발생하고, 상기 피복층이 제거될 수 있다. 상기 패터닝된 영역에 잔존하는 약간의 잔류 오일(오일의 수개의 단일층)이 있을 수 있는데, 상기 잔류 오일은 상기 웹 하부로 더 이동되어서, 임의의 연속적인 피복층의 고스팅(또 다른 화상 패턴)을 일으키지 않도록 제거 되어야 한다.
통상적인 경우에, 상기 알루미늄층 또는 크롬층은 화상 형성되고, 이후 상기 나머지 디자인이 추가되어 파브리-페로 구조물, 즉 Al(불투명, 패터닝됨)/MgF21 QW @ 400nm 내지 8 QW @ 700nm/Cr 30%T를 완성한다. 낮은 지수의 MgF2층은 임의의 유전체 물질로 치환되어 가시 영역에서 상당히 투과될 수 있다. 높은 지수 유전체 물질은, 낮은 지수 유전체 물질이 사용되는 경우의 큰 광학 쉬프트를 갖는 호일 보다 더 작은 칼라 쉬프팅을 하는 광학 가변 호일을 낳는다. 상기 불투명 지점 아래의 두께, 예를 들면 200-800 nm 범위의 두께를 갖는 부분 알루미늄층은 칼라 쉬프팅 필름을 제공하는데, 상기 필름은, 부분적으로 투명하여 정보가 상기 종이로부터 상기 광학 스택을 통하여 가독될 수 있고, 또는 상기 PET 상에 프린팅 된다. 모든 칼라 쉬프트는 장파장에서 단파장으로, 즉 적색에서 청색으로 이동한다.
상기 패터닝된 영역에서 잔류 오일을 제거하기 위하여, 상기 냉각된 드럼 상의 피복 소스 바로 뒤에 위치한 산소 글로우가 사용된다. 글로우는 또한 피복 영역의 앞 및 뒤의 웹의 후면 상에 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 O2글로우는 상기 피복 영역의 앞 및 뒤의 웹을 제거할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 O2글로우는 상기 웹의 후면으로부터 "잉크 공정' 동안 전달될 수 있는 임의의 오일을 제거하거나, 상기 피복 공정 동안 플래쉬 오버(flash over)하여 와인드-업 동안 상기 후면 상에서 끝날 수 있다. 통상적으로, 상기 산소 글로우는 12" 폭 글로우 시스템에 대해 100 ma, 2,200 볼트에서 실시된다. 잔류 오일은 색 변화(예를 들면, 원래 화상의 얼룩 또는 고스트 화상)를 확인함으로써 상기 최종 코팅된 웹 상에서 검출될 수 있다.
상기 플렉소그래프 프린팅 공정을 사용하는 화상의 해상도는 70 미크론이 규정치이지만 20 미크론 만큼이나 작게 보인다. 이는 도 20에 도시되어 있다. 텍스트 외에, 소프트웨어 프로그램 COREL DRAW™에서 개발한 FloydSteinburg 기술을 사용하여 스캐닝된 화상을 프로세싱함으로써 그래픽 화상이 제조될 수 있다. 이러한 프로그램은 상기 화상을 정사각형 픽셀로 변환시키고, 상기 정사각형 픽셀은 우수한 흑색(화상) 및 백색(비화상) 콘트라스트를 가진다. 코팅 후, 상기 웹은 1 내지 5 mm 폭의 리본으로 잘라지고, 상기 텍스트는 일반적으로 상기 리본의 중앙에 위치된다. 도 21은 은행권 안으로 부분 노출된 본 발명의 광학 가변 선을 도시하고, 도 22는 투과 관찰되는 경우의 상기 텍스트 심볼을 도시한다.
도 23에 도시된 바와 같이, 리본 대신에, 상기 장치는 PET의 일면에 접착제 232를 적용하고 종이 캐리어 236에 의해 지지된 이형층 234에 라미네이팅하고 상기 라벨 230을 다이 컷팅(die cutting)함으로써 라벨 상의 보안 스틱으로 작용할 수 있다. 적당한 접착제는 많은 다른 종류 중에 아크릴 접착제가 있다. 라벨 대신에, 상기 물품은 상기 캐리어 웹 및 증착층 사이에 이형층을 삽입함으로써 핫-스탬프 보안 물품으로 제조될 수 있다.
물론 수많은 다른 구현예가 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고서 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 광학 가변 특징을 가진 은선을 이용하면, 상기 은선이 사용된 웹 또는 시트(예를 들면, 화폐, 문서나 포장지)의 진위 여부를 단순하고 저렴하게 판단할 수 있다.

Claims (23)

  1. 제1 면과 제2 면을 갖는 신장형 지지체(elongate substrate);
    상기 신장형 지지체의 제1 및 제2 면 중 하나 상에 피복된 광학 가변 구조물을 포함하는, 시트 또는 문서의 내부나 상부의 매설용 은선으로서,
    상기 광학 가변 구조물이 나란히 배열되고 서로 이격된 복수의 분리된 간섭 필터의 외관을 갖는 박막 간섭 구조물을 포함하고, 다른 색의 전경 및 배경 중 하나에 대하여 시각적으로 분리되어 식별할 수 있는 표시의 가시 패턴의 형태로 가시 칼라 쉬프팅 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 은선.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가시 패턴이 하기 단계로 제조되는 것을 특징으로 하는 은선:
    a) 상기 패턴 또는 그 반대 형태의 제1 물질을 가지고 상기 지지체를 코팅하는 단계;
    b) 상기 제1 물질의 위 및 상기 제1물질이 코팅된 곳에 인접하여 상기 제1 물질이 없는 상기 지지체의 부분 위에 제2 물질의 층을 적용하는 단계;
    c) 상기 제1 물질 및 이를 피복하는 제2 물질의 층을 제거하고, 상기 지지체가 상기 제1 물질에 의해 코팅되지 않은 영역에 상기 제2 물질을 남겨두는 단계; 및
    d) 상기 제2 물질 위에 제3 및 제4 층을 코팅하여 별개의 영역에 복수의 파브리-페로(Fabry-Perot) 필터를 형성하는 단계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신장형 지지체의 제1 면이, 복수의 나란하고, 이격된 반사 영역을 포함하는 반사 물질의 제1 층을 그 위에 피복하고, 상기 이격된 반사 영역의 적어도 일부가 복수의 n-층 파브리-페로 공동(cavity)을 포함하는 간섭 구조물의 제1층을 형성하는 것을 특징으로 하는 은선.
  4. 제1항에 있어서, 제2 광학 구조물이 상기 신장형 지지체의 제2 면 상에 피복되고, 하나 이상의 패턴층을 포함하는 패턴이 상기 신장형 지지체의 제1 면 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 은선.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 광학 구조물이 반스토크스(anti-Stokes) 안료를 함유하는 유기층을 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  6. 제1항에 있어서, 상기 간섭 필터의 내부 또는 뒤에 자기층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  7. 제1항에 있어서, 상기 분리된 간섭 필터 쪽으로 상기 신장형 지지체의 반대면 상에 피복된 파브리-페로 구조물을 더 포함하고, 상기 파브리-페로 구조물 및 상기 간섭 필터 중 하나가 윈도우를 가지는데, 상기 윈도우를 통해 다른 하나가 보이도록 하는 것을 특징으로 하는 은선.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제2 광학 구조물이 칼라 쉬프팅(color shift) 잉크를 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  9. 제4항에 있어서, 상기 나란히 이격된 간섭 필터 중 적어도 몇몇 사이에 피복된 자기층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 분리된 간섭 필터에 통상적인 반사층 상에 피복되거나, 반사층에 의해 하나 이상의 면에 커버링된 자기층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  11. 제1항에 있어서, 상기 간섭 필터 내부 및/또는 사이 또는 뒤에 배치된 자기층을 더 포함하고, 상기 자기층이 상기 은선 또는 시트의 진위를 확인하기 위한 기계 가독형 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  12. 제1항에 있어서, 상기 은선이 상기 시트 내부 또는 상부에 배치되고, 상기 시트가 화상 형성된 보안 라벨(security label), 화폐 또는 여권 보안 장치 중 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 은선.
  13. 제1항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터가 칼라 쉬프팅 잉크를 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  14. 제1항에 있어서, 칼라 쉬프팅 잉크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  15. 제1항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터가 광학 가변 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 은선.
  16. 오일-에블레이션 기술을 사용하여 제1 면 및 제2 면을 갖는 웹 상에 반사층을 패터닝하는 단계;
    상기 웹 지지체의 제1 면으로부터 오일 잔류물을 제거하는 단계; 및
    상기 웹에 의해 지지된 박막을 피복하여 상기 광학 가변 장치를 형성하는 단계를 포함하는, 웹 상에 광학 가변 장치의 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 반사층의 패터닝의 단계가 상기 웹의 제1면 상에서 수행되고, 상기 박막층이 상기 패터닝된 반사층 위의 웹의 제1면 상에 피복되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 웹의 제2 면으로부터 오일 잔류물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 패터닝된 반사층 위에, 또는 상기 웹의 반대 면 상의 반사층 뒤에 광학 구조물을 피복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 오일 잔류물을 제거하는 단계가 글로우 방전(glow discharge)을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 글로우 방전이 산소를 포함하는 전구체로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 오일 어블레이션 기술이 잉크 젯 장치를 가지고 패턴에 오일을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 신장형 지지체가 상기 광학 가변 구조물의 반대쪽의 지지체 상에 반사층으로 코팅된 엠보싱된 분산층을 가지고, 상기 엠보싱된 패턴이 상기 간섭 구조물을 갖는 지지체의 면으로부터 적어도 부분적으로 가시되는 것을 특징으로 하는 방법.
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