KR20150082441A

KR20150082441A - 화폐들과 보안 문서들의 초임계 유체 클리닝

Info

Publication number: KR20150082441A
Application number: KR1020157014572A
Authority: KR
Inventors: 엠. 라완디 나빌
Original assignee: 스펙트라 시스템즈 코포레이션
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-07-15
Also published as: GEP201706647B; AT516338A5; RS20150286A1; CN104918720B; PE20151193A1; PH12015500976B1; IL238580A0; EP2914389A1; AP2015008457A0; ES2539078R1; BR112015009973B1; ZA201503879B; EA201500487A1; JP2016503338A; ES2539078A2; US20140116474A1; DE112013005266T5; CL2015001120A1; CR20150276A; WO2014070307A1

Abstract

지폐(banknote)와 같은 보안 매체(secure instrument)-기판(substrate), 시각 데이터(visual data), 보안 특징(security feature)을 포함하는-를 클리닝하는 방법 및 시스템은 상기 기판을 클리닝하고 상기 보안 특징과 상기 시각적 데이터를 위협하지 않기에 충분한 온도 및 압력, 지속시간(duration)으로 상기 보안 매체를 초임계 유체에 노출하는 과정을 포함하되, 상기 기판을 클리닝하는 것은 상기 기판으로부터 하나 이상의 물질들(substances)을 초임계유체로 제거하는 것을 포함한다. 상기 기판으로부터 제거된 상기 물질들은 오염물질(contaminants), 먼지(dirt), 피지(sebum), 병원균(pathogens)을 포함한다.

Description

화폐들과 보안 문서들의 초임계 유체 클리닝{SUPERCRITICAL FLUID CLEANING OF BANKNOTES AND SECURE DOCUMENTS}

본 발명은 일반적으로 화폐(지폐)등의 보안 문서를 손상 없이 클리닝 하는 것과 관련된다. 보다 구체적으로, 상기 발명은 보안 문서 또는 지폐의 시각 데이터, 잉크, 기판 보안 기능에 손상을 주지 않고 초임계 유체를 사용하여 클리닝하는 것으로, 상기 과정은 보안 문서 또는 지폐의 소독에 효과적이다.

지폐와 같은 높은 보안 문서는 다양한 재료로 형성된 기판을 가진다. 미국에서는, 지페가 75%의 면과 25%의 대마 섬유의 조합으로 만들어진다. 대부분의 다른 나라에서는 펄프 베이스 기판(pulp-baseD substrates)을 사용한다. 캐나다 등의 일부 국가에서는 면과 종이를 혼합하여 사용한다. 게다가, 호주, 뉴질랜드와 캐나다는 폴리머 기판을 갖는 지폐를 발행하며, 예를 들어, 기판은 이축 연신 폴리프로필렌 (biaxially oriented polypropylene)을 포함한다. 상기 기판 재료 중 하나 이상의 겹(또는 가닥)(plies)을 가지는 상기 기판은 적층 폴리며 또는 종이 보안 실(paper security threads), 플랑셰츠(planchettes) 및 워터마크 등의 보안 기능이 기판에 직접 형성되도록 가질 수 있다. 예를 들어, 미국 지폐는 시각적 식별을 위해 빨간색과 파란색 섬유가 산재된 작은 부분들을 포함한다.

또한, 지폐는 기판에 인쇄되는 시각 데이터를 포함한다. 상기 시각 데이터는 초상화, 일련번호와 같은 진본확인정보(authentication), 혹은 두가지 모두와 같은 이미지들을 포함할 수 있다. 기판에 인쇄되는 잉크는 오일과 증량, 형광체 칩이 혼합된 마이크로 간섭층을 포함될 수 있는 건조 착색 안료가 사용된다. 이러한 잉크는 플렉소 잉크(Flexo inks), 그라비아 잉크(gravure inks), 및 두꺼운 요판 잉크(thicker intaglio inks)를 포함한다.

지폐와 같은 높은 보안 문서는 일반적으로 기판 재료에 빈번하게 보안요소가 형성되는데, 이 보안요소는 모방하기 어렵고, 비전문가가 문서나 인쇄된 정보의 정당성을 확인할 수 있는 보안요소가 형성된다. 예를 들어, 보안 요소들은 프린팅 기술 또는 프린팅과 엠보싱 기술로 생산된 이른바 "잠상(latent images)" 이라고 불리우는 투명하거나 금속 엠보싱 홀로그램이 적용된 박(foils), 지폐의 표면 특정 영역에 보이는 윈도우 보안 실들일 수 있다. "잠상" 프린트들은 다른 시야 각도들, 광학적으로 가변하는 색소를 포함하는 인쇄, 그리고 금속 광택을 가지는 금속 효과 잉크들 예를 들어, 금, 은, 청동 톤(tone) 등의 금속 효과 잉크에 따라 다른 정보를 제공한다. 이러한 도움을 받지 않는 기능들(these unaided features)외에도, 준공공(quasi-public) 보안 문서들은 형광을 내거나, 인광을 발하는 자외선( "UV") 조명 또는 적외선( "IR") 소스를 가지는 섬유들, 잉크들이 있다.

지폐의 다른 보안 기능은 좁은 기하하적 패턴 기하학적인 선반이나 수학적으로 마이크로프링팅, 디지털 워터마크, 자기 잉크와 자기 스레드, 디메탈라이즈한 보안 쓰레드(demetalized security threads), 홀로그램 기능들, 형광 잉크들, 렌즈모양의 렌즈들 집합체 보안 쓰레드(lenticular lens array security threads), 그리고 형광 및 비형광 보안 쓰레드 등의 숫자 워터마크(numeric watermarks), 노끈을 꼰 모양의 무늬 패턴들(Guilloche patterns)을 포함한다.

높은 수준의 비밀 보안 특징들은 ENIGMA (De La Rue International)과 M (Geiseke and Devrient)을 포함한다. 통화(currency)에서 중요한 보안 특징은 M 특징이며, "M"은 "기계 인식가능"을 참조한다. M 특징은 무색이고 종이 기판에 통합된 무기 산화물(inorganic), 프린팅 잉크, 보안 잉크, 또는 보안실(security thread)이며, 지폐의 외관에 변화를 유발하지 않는다. 파우더된 M 특징은 특정 지폐 액면(banknote denomination)을 식별하기 위하여 종이 기판에 흔적(trail)으로 불어넣어질 수 있다. 강한 빛의 광원의 플래시에 노출되었을 때, M 기능은 두번째 분할된 빛의 띠를 방출하고 빠르게 사라진다. 지폐의 재현성 있고 특징적인 빛의 띠는 판독기에 의해 진본확인된다. 중앙 은행은 그것을 인식하는 특별한 센서의 사용을 요구함으로써 M기능의 보안을 보호한다.

문서의 보안 기능은 위조가 더 정교해짐에 따라 광범위한 부정행위(widespread fraud)를 방지하기 위해서 고급화될 수 있었다. 보안 문서의 기판이 보다 고급화(more advanced)됨에 따라 화폐를 생산하기 위한 비용이 증가되고 마모된 화폐는 매우 고가로 대체된다. 따라서, 문서들은 보안 기능을 가짐과 더불어 매우 높은 수즌의 내구성을 가져야한다.

지폐는 다양한 이유로 순환으로부터 제거된다. 한 연구에 따르면 지폐의 81 %는 훼손, 9 %는 기계적 수단 특히 찢김, 5%는 지폐에 낙서로 훼손된다. 4%는 일반적인 마모와 구멍, 1%는 보안 요소들의 손상으로부터 훼손된다. 일반적으로 거부 된 은행권의 60 % ~ 80 %가 훼손으로부터 기인한다.

지폐는 대중에 의한 사용을 통한 더럽힘과 찢어짐에 의해 순환에 있어 유한한 시간을 가진다. 예를 들어, 미국 화폐는 4000 더블 폴드(double folds)(발행해서 회수할때까지)가 걸린다. 지폐들은 사용가능한 수명 동안 많은 방법으로 다루어지고 다양한 기계적 스트레스를 경험한다. 뿐만 아니라, 지폐를 더럽혀 진본확인과 사용을 어렵게 하는 물질들과 접촉된다. 지폐 수명-가장 낮은 액면들(lowest denominations)에 대하여 가장 짧은-의 중요한 결정요소 중 하나는 더럽힘(soiling)이다. 네덜란드 국립 은행의 연구에서는 손가락과의 접촉 후 피지가 부착되어 피지가 산화되고 노락색을 띠면서 손상되는 것을 보여준다. 또한, 파키스탄의 카라치 대학 미생물학 부서는 지폐가 설사와 요로 감염 그리고 피부의 고열과 폐혈증이 감염될 수 있다고 결론지었다. 한 연구에서는 지폐의 26%가 높은 수준의 박테리아가 포함되어 있고, 80%의 지폐에 박테리아의 일부 흔적이 발견되었다. 더욱이, 염려스러운 발견은 박테리아나 바이러스를 포함한 병원균을 가지는 지폐는 항생제에 대한 내성을 잠재적으로 가지고, 감염성 질병의 치료를 더 어렵게 한다.

이러한 '오염된' 돈은 단순히 개발도상국에 국한되지 않는다. 몇가지 연구에서는 미국에서도 개발도상국의 오염된 통화가 균일하게 노출되었다. 최근 오하이오의 라이트-패터슨 의료 센터 내분비학부(the Department of Endocrinology at the Wright-Patterson Medical Center in Ohio)에서 실시된 조사에서는, 연구자들이 68개 1달러의 지폐를 고등학교 스포츠 경기의 매점과 식료품 카운터로부터 지폐의 세균 오염을 시험했다. 오직 4개의 화폐(6%)만이 박테리아를 포함하지 않았다.

심지어 작은 국가에서 대량의 지폐가 주어질 경우, 지폐의 상태는 지폐의 조정과 더불어 처리과정 기간과 정확도 측면에서 중요한 기술적 과제를 가진다. 또한, 지폐의 오염 정도는 객관적인 규칙에 용이하게 규정지을 수 없다(captered). 그 결과, 수익성 있는 지폐의 건강상태는 비용의 관점에서 정확산 결정일 뿐만 아니라, 깨끗한 지폐는 대중에서 좀더 안전하고 매력적이다. 연구들은 지폐의 오염 원인 중 주요한 이유중 하나는 백색광 및 특정 파장 소스들을 사용하여 부적격 지폐를 분류하는 지폐 적합성(fitness) 센서의 사용으로 인함을 보여준다.

이러한 기재의 내구성과 오염을 개선하기 위해 오염 방지 및/또는 보호층을 통해 내습성을 가지는 기재를 사용함으로써 지폐의 수명을 연장하고 건강상태가 양호한 상태로 순환되도록 한다. 이러한 보호층은 더 큰 부분과 더 작은 미분화된 왁스 및 모든 지폐에 적용된 셀룰로오스 에스테르 또는 셀룰로오스 에테르(cellulose ester or cellulose ether)가 포함된다. 상기 미분화된 왁스는 기름과 교반 또는 혼합된 반죽, 잉크용 바인더 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 새로운 보호층이 인쇄된 시트는 어려움 없이 한장의 염색 시트에서 임의의 검정 잉크를 포함하지 않도록 적층될 수 있다.

필러들을 포함하지 않고 오직 바인더만 포함하는 다른 코팅 조성물들은 큰 표면 영역 또는 다공성의 표면 거칠기를 가지는 지폐 용지에 적용될 수 있다. 상기 조성물은 층(layer)과 표면이 매끄러운 표면을 가짐으로써 먼지가 쌓이지 않도록 적용될 수 있다. 또한, 코팅은 다른 기재의 특성을 해치지 않을 정도의 얇게 코팅된다.

이 접근의 문제점은 기존의 보호층들이 지속적이거나 잘 부착되어 있지 않다는 것이다. 종래의 보호층 대부분은 수용성 광택재(lacquers)들이 완전히 엄격한 요구 필요 프로파일을 만족시킬 수 없었다. 예를 들어, 매우 좋은 얼룩 발수와 밀착성 자질이 액체의 침투(그리고, 그 역으로의)에 대한 저항성을 위반한다. 따라서, 수성 래커들은 특히 지폐 프린팅과 같은 인쇄 가교제의 형태로 두 번째 성분이 첨가된 경우에만 보안 인쇄의 보호층에 대한 현재 높은 필요조건들은 충족한다.

지폐와 관련된 또 다른 문제는 중앙 은행이 납세자의 비용으로 마모나 오염된 지폐를 교환할 필요가 있다는 것이다. 미국에서는 화폐의 볼륨을 연간 몇십억을 제조한다(일반적으로 연간 4-60억). 지폐의 제조는 비용이 비싸고(특히 높은 액면들에 대하여 적용되는), 지폐는 많은 보안 특징들을 가지며, 보안 특징들은 지폐 수납자들과 고속 분류기들(high speed sorters)을 사용하는 중앙 은행들에 의해 대중과 기계에 인식가능하도록 접근가능하다. Geiseke and Devrient, De La Rue International and Toshiba에서 만들어진 지폐 분류기는 일반적으로 10~40의 속도로 지폐를 처리하고, 지폐/초와 지폐의 이동 경로에서 센서를 사용하여 진단된 숫자를 실행한다. 이러한 센서들은 진본확인 센서뿐만 아니라 지폐 적합성 센서들의 조합일 수 있다. 적합성 센서들은 주로 지폐가 훼손되거나 반납을 결정해야 하는 경우에 촬영한 이미지를 이미징 및 분석에 사용한다.

지폐들을 대체하는 비용은 높은 액면들이 대중, 상업은행, 낱장 지폐 수납기기 및 중앙은행들에 의한 사용을 위해 보안 수준 레벨1, 11 및 111 보안 특징들이 포함됨에 따라 상당하다. 예를 들어, 미국에서의 통화 대체 예산은 7.47억 달러이며, 다음과 같다.

1 달러와 2 달러의 지폐 - 지폐 당 5.2 센트

5 달러와 10 달러의 지폐 - 지폐 당 8.5 센트

20 달러와 50 달러의 지폐 - 지폐 당 9.2 센트

100 달러 지폐 - 지폐 당 7.7 센트

2013년 10월에 출시되는 100 달러 지폐는 지폐 당 13 센트

1500억 이상의 새 지폐를 제조하고 인쇄하는 경우, 전세계적으로 매년 부적격 통화 무역 비용이 연간 100억 달러에 근접했다. 지폐의 교환 뿐만 아니라, 부적격하다고 판단되는 지폐의 분쇄에 따른 폐기물 처리 비용도 상당하다. 이 폐기물의 양은 약 150.000톤에 이르며, 전세계적으로 1500억 지폐의 순환에 근거한다. 특히, 폴리머 지폐는 이것은 연소와 매립 측면에서의 환경측면에서 문제가 있다.

이러한 사실들을 바탕으로, 오염된 지폐를 찢어지지 않고, 지폐에 보안 기능과 프린트를 공격하지 않는 지폐를 클리닝하는 방법을 채택하여야 한다. 유통하거나 파기시켜야할 결정을 내리기 이전에, 지폐 액면의 인쇄 및 보안 기능을 공격하지 ?는 방법을 사용하여 클리닝하도록 지폐 상태의 변수를 특정 클래스가 식별된 지폐에 적용되도록 새로운 시스템이 필요하다.

본 발명의 목적은 오염된 지폐를 찢어지지 않고, 지폐에 보안 기능과 프린트를 공격하지 않는 지폐 클리닝 방법과 시스템을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 유통하거나 파기시켜야할 결정을 내리기 이전에, 지폐 액면의 인쇄 및 보안 기능을 공격하지 ?는 방법을 사용하여 클리닝하도록 지폐 상태의 변수를 특정 클래스가 식별된 지폐에 적용되도록 새로운 시스템을 제공하는 데 있다.

일반적으로, 일 측면에서, 본 발명은 기판(substrate), 시각 데이터(visual data)와 보안 특징(security feature)이 포함된 보안 매체(secure instrument)를 클리닝하는 방법을 특징으로 하며, 상기 기판을 클리닝하고 상기 보안 특징과 상기 시각 데이터를 위협하지 않기에 충분한 온도 및 압력, 지속시간(duration)으로 상기 보안 매체를 초임계 유체(supercritical fluid)에 노출하는 과정을 포함하되, 상기 기판을 클리닝하는 것은 상기 기판으로부터 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함한다. 상기 시각 데이터는 이미지(image), 진본확인정보(authentication information) 중 하나 또는 두 가지 모두를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 물질들은 오염물질(contaminants), 먼지(dirt), 피지(sebum), 병원균(pathogens) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 물질들 중 적어도 하나 이상은 상기 초임계 유체에 용해가능하다.

상기 노출은 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 상기 초임계 유체의 흐름을 제공하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 흐름은 상기 초임계 유체 안에서 상기 보안 매체를 교반하는(agitating) 과정, 상기 초임계 유체를 교반하는 과정, 상기 초임계 유체에 초음파(ultrasonic waves)를 적용하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 기판을 클리닝하는 과정은 살균(disinfect)하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 초임계 유체는 이산화탄소(CO2)를 포함할 수 있고, 이온성 액체(ionic liquid) 또는 기체를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 보안 매체의 상기 적합성(fitness)을 결정하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 적합성을 결정하는 과정은, 상기 보안 매체의 하나 이상의 특성들(properties)과 관련된 정보를 획득하기 위하여 상기 보안 매체를 스캐닝하는 과정과, 상기 하나 이상의 특성들이 하나 이상의 기설정된 기준들(predetermined criteria)을 충족하는지 여부를 결정하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 기설정된 기준들은 허용가능한 찢어짐 수준(acceptable level of tearing), 허용가능한 유연성 수준(acceptable level of limpness), 허용가능한 낙서 수준(acceptable level of graffiti), 허용가능한 더럽힘 수준(acceptable level of soiling)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 보안 매체에 대한 진본확인(authenticating) 과정을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 초임계 유체에 포획 재료(trapping material)를 도입하여 상기 초임계 유체로부터 상기 하나 이상의 물질들의 적어도 일부를 제거하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 포획 재료는 높은 표면적을 가지는 재료(high surface area material)를 포함할 수 있으며, 건식 실리카(fumed silica)를 포함할 수 있다.

일반적으로, 다른 측면에서, 본 발명은 복수의 보안 매체들(secure instruments)을 클리닝하는 방법을 특징으로 하며, 각각의 상기 보안 매체는 기판(substrate), 시각 데이터(visual data)와 보안 특징(security feature)을 포함하며, 상기 보안 매체들을 하나 이상의 기설정된 기준들(predetermined criteria)에 따라 분류하는 과정과, 상기 기판들을 클리닝하고 상기 보안 매체들의 상기 보안 특징들과 상기 시각 데이터들을 위협하지 않기에 충분한 온도 및 압력, 지속시간(duration)으로 상기 보안 매체들을 초임계 유체(supercritical fluid)에 노출하는 과정을 포함하되, 상기 기판들을 클리닝하는 것은 상기 기판들로부터 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함한다. 상기 보안 매체들의 하나 이상의 특성들(properties)이 상기 하나 이상의 기설정된 기준들을 충족하는지 여부를 결정하기 위하여 상기 보안 매체들을 스캐닝하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 초임계 유체를 재순환하는(recirculating) 과정을 더 포함할 수 있다.

일반적으로, 다른 측면에서, 본 발명은 기판(substrate), 시각 데이터(visual data)와 보안 특징(security feature)이 포함된 보안 매체(secure instrument)를 클리닝하는 장치를 특징으로 하며, 상기 기판을 클리닝하고 상기 보안 매체의 상기 보안 특징과 상기 시각 데이터를 위협하지 않기에 충분한 온도와 압력, 지속시간(duration)으로 초임계 유체(supercritical fluid)를 함유하는 챔버와, 상기 초임계 유체가 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 향하여 순환하여 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거할 수 있도록 상기 챔버 내에 상기 보안 매체를 지지하는(holding) 구조를 포함한다.

본 발명의 실시예들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 클리닝 장치는 상기 챔버 내의 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 상기 초임계유체를 순환시키는 교반 메카니즘(agitation mechanism)을 더 포함할 수 있다. 상기 보안 매체를 지지하는 상기 구조는 트레이(tray)를 포함할 수 있다.

일반적으로, 다른 측면에서, 본 발명은 복수의 보안 매체들(secure instruments)을 클리닝하는 장치를 특징으로 하며, 각각의 상기 보안 매체는 기판(substrate), 시각 데이터(visual data)와 보안 특징(security feature)을 포함하며, 상기 보안 매체들이 하나 이상의 기설정된 기준들(predetermined criteria)을 충족하는 하나 이상의 특성들을 가지는지 여부를 결정하는 분류기(sorter)와, 상기 하나 이상의 기설정된 기준들을 만족하는 보안 매체들을 지지하는(holding) 구조와, 상기 기판들을 클리닝하고 상기 보안 매체들의 상기 보안 특징들과 상기 시각 데이터들을 위협하지 않기에 충분한 온도와 압력, 지속시간(duration)으로 초임계 유체(supercritical fluid)를 함유하는 챔버를 포함하되, 보안 매체들을 지지하는 상기 구조는 상기 초임계 유체가 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 향하여 순환하여 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거할 수 있도록 상기 챔버 내에 배치가능하다.

일반적으로, 다른 측면에서, 본 발명은 적어도 하나의 이미지(image), 페인트 텍스쳐들(paint texture), 및 프린트(print)를 포함하는 재료를 복원(restoring)하는 방법을 특징으로 하며, 상기 재료를 클리닝하고 상기 이미지, 상기 페인트 텍스쳐들, 또는 상기 프린트를 위협하지 않기에 충분한 온도 및 압력, 지속시간(duration)으로 상기 재료를 초임계 유체(supercritical fluid)에 노출하는 과정을 포함하되, 상기 재료를 클리닝하는 것은 상기 재료로부터 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 재료는 프린트 또는 페인트 텍스쳐들(paint textures)을 가지는 페인팅(painting)을 포함하는 삽화(artwork)일 수 있다. 상기 하나 이상의 물질들은 오염물질(contaminants), 먼지(dirt), 피지(sebum), 병원균(pathogens) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 초임계 유체는 이산화탄소(CO2)를 포함할 수 있다.

본 발명은 초임계 유체들을 이용하여 지폐들과 같은 보안 문서들에 대한 클리닝을 제공한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 보안 문서들과 지폐들을 초임계 유체들을 이용하여 클리닝하는 방법을 제공하며, 그에 포함된 시각 데이터와 잉크들(inks), 기판들, 또는 보안 특징들을 손상시키거나 위협하지 않는 방식으로 이루어진다. 보안 특징들과 시각 데이터는 의도하고 있는 목적에 대하여 공중에게 인식가능한 상태, 또는 기계가 인식가능한 조사 상태(upon machine readable examination)로 유지된다면 위협되지 않는 것이다. 보안 문서들의 기판들로부터 제거될 수 있는 물질들은 오염물질들, 먼지, 사용자의 손에서 기인한 피지, 박테리아와 바이러스를 포함하는 병원균을 포함한다. 클리닝은 또한 지폐들에 대한 살균 효과를 가질 수 있다. 초임계 유체의 사용은 매년 교체되는 지폐들의 수를 10% 감소시키고, 반면 더럽혀진 지폐들 중 상당한 퍼센트가 순환으로 복귀될 것으로 추산되며, 이로 인해 정부들이 세계적으로 연간 약 10억$을 절약하고 부적합한 지폐들과 관련된 환경 충격을 감소시킨다. 지폐 연간 생산에서 10% 감소로, 탄소 풋프린트(carbon footprint)에 대해 추산되는 감소는 상당한 CO2의 10⁶ 톤이다.

위에 언급한 또는 다른 측면들, 특징들과 장점들은 수반된 도면들을 참고하여 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 쉽게 이해될 수 있다.
도 1은 CO₂(carbon dioxide)의 초임계 유체 상태도(superficial fluid phase diagram)이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐들(banknotes)의 클리닝(cleaning) 및 분류(sorting)를 나타내는 흐름도(flow chart)이다;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지폐들(banknotes)의 클리닝(cleaning) 및 분류(sorting)를 나타내는 흐름도이다;
도 4는 본 발명의 클리닝 사이클(cleaning cycle)을 나타내는 흐름도이다;
도 5는 예시적인 고압 초임계 유체 챔버이다;
도 6은 피지층(sebum layer)을 통한 코팅(coating) 및 산화(oxidation) 전후 U.S. $1 지폐의 동일한 부분에 대한 비교이다;
도 7A는 피지 처리(sebum treatment) 전(before)과 후(after), 초임계 유체를 통한 클리닝 후 U.S. $1 지폐의 이미지들이다;
도 7B는 도 7A에 도시한 U.S. $1 지폐 이미지들의 각각에 대한 스펙트럼들(spectra)을 나타낸다;
도 8은 본 발명에 따른 초임계(supercritical) CO2 클리닝 전과 후 양자에 대하여 산화된 피지(oxidized sebum)로 코팅된 지폐들의 반사율 스펙트럼들(reflectance spectra)을 나타낸다;
도 9는 본 발명에 따라 5유로 지폐(note)를 클리닝한 결과들를 나타낸다;
도 10A는 초임계 유체를 이용한 클리닝 전과 후 모터 오일(motor oil)로 더럽혀진(soiled) 지폐(bank note)이다;
도 10B는 초임계 유체를 이용한 클리닝 전과 후 도 10A의 지폐에 대한 확산 반사 스펙트럼들(diffuse reflection spectra)을 나타낸다;
도 11은 본 발명에 따른 클리닝 전과 후 양자에 대하여 지폐들의 보안실들(security threads)에 대한 형광 스펙트럼들(fluorescence spectra)을 나타낸다;
도 12는 본 발명에 따른 클리닝 전과 후 양자에 대하여 지폐들의 보안실들(security threads)에 대한 형광 스펙트럼들(fluorescence spectra)을 나타낸다;
도 13은 러시아 루블(Russian Ruble)의 보안 섬유들(security fibers)에서 UV 여기된 방사 특징들(UV excited emissive features)의 견고성(robustness)을 나타낸다.
도 14는 중국 위안(Chinese Yuan)에 인쇄된 UV 여기된 방사 보안 특징들(UV excited emissive security features)의 견고성(robustness)을 나타낸다.
도 15는 초임계 유체에 노출되기 전과 후 영국 파운드(British Pound)에 인쇄된 UV 여기된 방사 보안 특징들(UV excited emissive security features)의 견고성(robustness)을 나타낸다.
도 16A와 16B는 순환하고 있고(in circulation) 순화하지 않고 있는(not in circulation) U.S. $1 지폐에 대한 일시적인 응답들(transient responses)을 각각 나타낸다.
도 17A와 17B은 초임계 유체를 이용한 클리닝 전과 후, 도 16B의 순환하지 않는 지폐의 신호들(signals)을 나타낸다.

다른 가스들 및 이온성 액체들을 포함하는 첨가물과 혼합된 초임계 유체들-특히 CO2-은 다양한 유기물들에 대한 효과적인 용매이며, 의약품 제조, 향수의 생산, 탈카페인을 포함한 세정제와 추출 적용품에 사용된다. CO₂(carbon dioxide)의 초임계 유체 상태도가 도 1에 도시된다. CO₂의 임계점(supercritical point)은 72.9기압(atm)에서 304.25K이다.

초임계상에서 상기 이산화탄소(CO₂)는 액체의 밀도에 접근하는 밀도를 갖지만, 가스와 같은 물질의 특성들을 채우는 공간을 가진다. 초임계 상태의 이산화탄소에 노출될 경우, 많은 유기 재료들은 상변태도의 특정 영역들에서 화학침식(chemical attack) 없이 용해가능하게 된다. 특히, 상기 재료들은 자유 에너지가 낮아질 때 초임계 유체로 제거될 수 있다. 특히, 지폐 더럽힘의 주요 원인인 피지와 같은 유성 물질들(oily substances)(후에 산화 또는 가수 분해 후를 포함하는)-뿐만 아니라 다른 오일들과 오염물들-은 초임계 CO2와 다른 초임계 유체 혼합물들에 용해될 수 있다. 주목해야 할 중요한 점은 지폐들이 클리닝 후 건조되며, 그 이유는 CO2가 실내온도와 압력에서 승화되기 때문이다. 게다가, 초임계 세정제로써 이산화탄소는 가장 작은 영향을 끼치는 온실 가스 성분 중 하나로 환경에 미치는 영향이 매우 작다. 이산화탄소의 사용은 관련된 모든 환경적 영향을 비용과 반환경적인 측면에서 부적격 통화의 처분의 연소 또는 매립과 비교하여 최소화한다. 또한, 이산화탄소는 오염물질을 클리닝 시스템에서 필터링한 후 재사용 및 재순환이 가능하다.

특히, 미량의 다른 초임계 유체들은 본 발명의 클리닝 시스템에 사용될 수 있다. 예를 들어, N₂O는 초임계유체 독자적으로 또는 이산화탄소에 첨가하여 사용될 수 있다. 양극성종(dipolar species)인 N₂O는 용해도를 가지는 이 시스템에서는 이산화탄소 혼자로는 성취할 수 없다. 마찬가지로, CO 또는 SF₆는 홀로 또는 이산화탄소에 첨가하여 초임계유체로 사용될 수 있다. SF₆는 높은 전기 음성 특성(highly electronegative properties)으로 인해 클리닝 시스템에서 특히 유용하다.

중앙 은행들은 고속 분류기들을 사용한다. 고속 분류기들은 지폐의 광학 및 기계적 검사 시스템을 통해 지폐들이 유통되는지 파기되어야하는지의 여부를 결정한다. 특히, 고속 분류기들은 지폐 검사의 신뢰성과 지폐상태 모두를 위해 사용된다. 가장 큰 분류기는 초당 40장의 지폐를 작동하고, 지폐의 위조를 제거하기 위해 16개의 센서를 가지지만, 이는 재순환을 위해 적당하지 않다. 적합성 센서는 주로 광학 이미지 분석과 찍어짐, 테이프, 낙서와 오염 등의 변수의 숫자를 측정하도록 작동한다. 다른 센서들은 지폐가 적합한지 또는 교체되어야하는지를 결정하는 다른 계측을 통해 지폐의 유연함을 결정한다. 게다가, 지폐들은 위조인지 아닌지를 결정하기 위하여 지폐의 보안 특징들-대중과 기계가 식별할 수 있는 보안 특징들을 포함-을 이용하여 진본확인될 수 있다. 기계가 인식 가능한 진본확인 정보는 지폐에 인쇄된 숫자 또는 이미지 데이터일 수 있다.

본 개시는 지폐를 클리닝하기 위한 시스템을 제공하며, 입수된 지폐들(incoming banknotes)을 분석하기 위한 적합성 센서(fitness sensor)를 포함하고, 적합성 센서는 더렵혀져 부적합하나 유연성(limpness)과 찢김 부족(lack of tears), 째짐(rips), 낙서의 관점에서 여전히 생존가능한(viable) 지폐들을 분류한다. 허용가능한 적합성 특징들에 대한 변수들은 인구 추세와 지폐 허용 지표(banknote acceptance metrics)에 근거하여 특정 중앙 은행에 의해 결정되고 최적화될 수 있다. 일 실시예에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 모든 지폐들은 초임계 유체 클리닝 챔버 내에서 클리닝될 수 있고, 그것들(지폐)이 기설정된 적합성 기준들을 충족하는지에 따라 재순환 또는 파괴 및/또는 파쇄 중 하나로 분류된다. 다른 실시예에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 오염 레벨(soil level)이 적합한 지폐들은 초임계 유체 클리닝 챔버로 이송될 수 있다. 선택된 지폐들은 챔버에 배치되고, 지폐로부터 오염 퇴적물들(soil deposits)을 제거하기 위해, 구체적인 지폐 액면들(banknote denominations), 디자인들 및 기판들에 대한 최적의 압력과 온도, 그리고 지속시간으로 초임계 이산화탄소가 적용된다. 요구되거나 최적인 온도, 압력 그리고 지속시간은 액체 또는 초임계 유체 내의 액체들에 의존될 뿐만 아니라, 이온성 유체들 또는 다른 가스들과 같은 다른 첨가물들에 의존될 수 있다. 클리닝된 지폐는 제2 분류 시스템으로 이송되고, 제2 분류 시스템은 초임계 유체로 클리닝된 지폐들을 수용하고 적합성 측정(fitness measurement)을 수행하여 대중에 의해 재사용될 수 있는 것들을 성공적으로 클리닝되지 않은 것들로부터 평가한다. 상기 후자는 분류될 수 있으며, 파괴 및/또는 파쇄되기 위해 분리될 수 있다.

본 발명의 클리닝 공정에 적용되는, 분류되거나 그렇지 않은 지폐들은 지지 구조물 또는 트레이(trays)에 놓여지며, 지지구조물 또는 트레이들은 초임계 유체 챔버 내에 배치될 수 있고 클리닝을 유발하기 위하여 초임계 유체가 그들을 통과하거나 주위로 흐르도록 한다. 초임계 유체 챔버 내의 클리닝 프로세스는 교반 메카니즘(agitation mechanism)의 사용에 의해 더욱 강화될 수 있다. 교반 메카니즘은 초임계 유체에 초음파를 적용하거나, 지폐들(또는 그들을 지지하는 구조들)을 교반하거나, 또는 초임계 유체를 교반할 수 있다.

일 실시예에서, 지페들은 0.1mm의 두께를 가지며, 지폐들은 홀더들 또는 트레이들 내에 0.5mm의 거리만큼 서로 분리되어 놓여질 수 있다. 이 형상에 따라 초임계 유체 챔버는 하루에 1세제곱미터(1m³)에 100만 지폐를 클린할 수 있는 부피를 가진다. 미국은 매년 300억 지폐를 제조한다고 고려해 볼때, 초임계 유체 챔버는 심지어 첫번째 지폐를 정렬하지 않고도 100 세제곱미터(100m³)의 부피에 미국 통화를 모두 클린할 수 있다.

지폐들로부터 벗겨진 피지가 챔버에 코팅되거나 지폐들에 재-증착되는 것을 방지하고, 초임계 이산화탄소가 용액 내에 있는 피지와 함께 포화되는 것을 방지하기 위하여, 포획 재료(trapping material)가 제공되어 초임계 이산화탄소로부터 피지를 제거할 수 있다. 동시에 많은 포획재들은 초임계 이산화탄소 용액으로부터 피지를 벗겨내기 위해 채용될 수 있으나, 건식 실리카(fumed silica)가 바람직하게 채용된다. 포획 재료는 초임계 유체의 포화를 방지하고, 오염물질들이 부착될 수 있는 높은 표면적을 가지는 재료(high surface area material)일 수 있다. 건식 실리카는 합성, 비정질, 콜로이드 이산화 규소(colloidal silicon dioxide)이다. 1800℃에서의 수소-산소 화염에서 사염화 규소(silicon tetrachloride)와 같은 클로로실란(chlorosilanes)의 증기 가수분해에 의해 생산된다. 연소 프로세스는 비정질 실리카의 용해 공들(molten spheres)이 형성된다. 건식 실리카는 백색의 솜털 모양의 분말이다. 분말은 평균 범위 구형의 기본 입자로 구성되고 그람 당 400에서 50 평방 미터의 표면적을 갖고 직경은 7에서 40 나노미터이다. 주된 입자들(primary particles)은 고립되어 존재하지 않는다; 그들은 집합체(aggregates)와 응집체(agglomerates)를 형성한다. 건식 실리카의 기술적 특징은 단지 주요 입자 뿐만 아니라, 응집체 크기 분포에 결정되지 않는다. 상기 건식 실리카는 명확하게 정의된 응집체의 크기를 가지지 않는다. 입자 크기 분포는 주요 입자 사이즈가 클수록 넓어지고, 입자 크기 분포는 응집체로 형성되는 경향일수록 감소된다(the tendency to form agglomerates is reduced).

클리닝 과정 동안, 사용된 이산화탄소 전부가 환경으로 배출되는 것을 방지하기 위해 회수하는 것이 바람직하다. 회수된 이산화탄소는 클리닝 과정의 전반적인 환경 영향을 감소하기 위해 다음의 클리닝 과정에서 재순환되도록 사용된다. 본 발명의 클리닝 프로세스는 수천톤의 분쇄된 통화를 매립하거나 연소를 줄임으로써 환경에 미치는 영향을 최소화한다.

도 4는 본 발명의 클리닝 사이클을 나타낸 도면이다. 대쳬된 실시예에서, 클리닝 사이클은 현금 보관 창고에 제공될 수 있다. 현금 보관 창고는 금고 안쪽에 초임계 유체 상태를 지원하여 그 안에 저장된 지폐를 클리닝할 수 있다. 이것은 아직 처리되지 않은 지폐에 대하여 수행될 수 있으며, 중앙 은행에 의해 표준 처리 이후에 재순환을 위해 적합한 높은 수율(yield)의 지폐를 낼 수 있다. 이는, 중앙 은행의 표준 프로세싱 후에 재순환을 위한 지폐의 높은 수율을 얻을 수 있다. 이러한 초임계 유체 세정 탱크 금고는 이 단계(클리닝)를 실시하기 위해 리베이트를 받는 상업 은행에 설치될 수 있다.

테스팅은 고압 초임계 유채 챔버를 사용하여 지폐들에 대하여 이루어졌다. 도 5에 예시적인 챔버를 도시하였고, 이는 초임계 상의 이산화탄소가 공급된 내부에 있는 20달러 지폐를 보여준다. 상기 챔버는 1" 플렉시글라스 폴리머(plexiglass polymer)의 관찰창을 가지는 3/4" 알루미늄으로 만들어진다. 챔버는 콜드 피니시드 AISI C1018 강봉들로 제조되어 나사산이 형성된 상부 및 하부 엔드캡들(threaded top and bottom end caps)과 함께 콜드 드로운 라운드 심리스 메카니컬 튜빙(cold drawn round seamless mechanical tubing)(MT -1018)으로 제조된다. 조립된 챔버는 6.75" 직경과 약 12.75"길이를 가진다. 직경은 벽을 두고 5.875", 벽의 두께를 0.4375"로 한다. 챔버는 클리닝 챔버 앞에 퍼징(purging)을 채우기 위하여 실린더 벽(cylinder wall) 내로 듀얼 1/4(npt) 나사산 맞춤(threaded fittings) 가공이 이루어지며, 1/4(npt) 나사산들의 두번째 설정이 압력 모니터와 안전 방출 밸브를 위해 상부 커버에서 이루어진다. 제조된 부품은 내식성을 갖도록 0.0001"~0.0003"의 무전해 니켈(electroless-nickel)로 코팅하였다. 챔버는 25℃와 60℃의 온도 범위에서 최대 2000psi 압력에서 30분에서 12시간 동안 작동될 수 있다. 또한, 챔버는 수분을 함유한 초음파조(aqueous ultrasonic bath)에 담가져 클리닝 프로세스를 강화할 수 있다.

본 명세서에 기재된 실험은 모든 지폐들을 모두 동일한 온도와 압력에서 수행하였다. 즉, 실험은 피지, 커피, 그리고 모터 오일이 지폐의 보안 특징들을 위협하지 않고 제거됨을 보여주었다. 또한, 하나의 시험에서, 마이크로코커스 루테우스의 하나의 복제(one colony of micrococcus luteus), 피부 박테리아(skin bacteria), 그리고 234개의 효모(colonies of yeast)(곰팡이)(fungus)의 복제들을 가진 1달러 지폐가 본 발명의 방법을 사용하여 클리닝되었고 살균되었으며, 지폐에 잔존하는 병원체들은 모두 사라졌다.

본 발명의 클리닝 프로세스를 테스팅할 때, 지폐는 주로 18%의 유리지방산(free fatty acids), 37.8%의 우지(beef tallow) 및 18.3%의 라놀린(lanoline)으로 이루어진 피지 재료로 코팅되었다. 코팅된 후 지폐는 온도가 제어되는 챔버 안에 배치하여 8일 동안 90℃, 65%의 상대 습도로 지폐의 가속 노화와 순환을 시뮬레이션하였다. 산화된 이후 통화의 유통에서 발생되는 유사한 오염된 지폐에서 발견되는 것과 유사한 노란 색상으로 변한 피지가 일어난다. 예를 들어, 도 6은 피지층으로 코팅되고 산화되기 전후에 새 지폐의 동일한 부분의 비교한 측면을 보여준다.

지폐가 오염되면, 그것들은 초임계 이산화탄소를 50℃와 1600psi에서 3에서 8시간 세척하였다. 특성화(Characterization)는 UV광으로부터 보이는 주변 광 보안 특징들의 생존을 결정하는 것을 겨냥한다. 그리고, 자석과 같은 높은 수준으로 읽을 수 있는 (ENIGMA (드 라 루 인터내셔널)와 M (Gieseke과 Devrien)과 같은 기계를 특징으로 한다. 피지의 제거는 확산 반사 스펙트럼을 측정하는데 연구되었고, 교정된 형광 광도계의 사용전과 후에 UV 기능을 특정화하였다. 또한, 다공성은 미국 화폐를 초임계 이산화탄소 클리닝 프로세스로 인한 상대적인 변화를 측정할 수 있는 자체 개발한 photoporousimeter를 사용하여 측정했다. 미국, 유럽 및 중국의 펄프 기반의 지폐 뿐만 아니라, 이축 연신 폴리플로플렌으로 구성된 폴리머 지폐는 불투명층 인쇄 전에 무기질로 코팅된 모든 지폐들은 이 방법들로 측정되었다.

실험들은 약 75%의 코튼과 25%의 대마 섬유, 그리고 미 재무국에 의해 목각 또는 인쇄되는 종이로 만든 많은 미국 지폐에 초점을 맞추어 진행하였다. 클리닝 과정의 결과는 7A 및 7B에서 볼 수 있다. 도 7A는 1달러 지폐의 피지 처리전이고 다음으로 피지 처리 이후에, 초임계 이산화탄소로 50℃에서 8시간 동안 초음파 교반을 통해 클리닝하였다. 미국의 지폐에 피지와 같은 디프테리아(dip)(새로운 브랜드에서도 노란 색소를 가지는)가 포함되었다는 것이 주요하다. 따라서, 세척으로 피지를 모두 제거하여 효율적으로 보이지 않는 경우가 있다. 이는 사실, 미국 화폐의 제한에 원인이 있다. 도 7B는 도 7A에 그진 1달러 지폐 각각의 스펙트럼을 보여준다. 이러한 결과들에 기초하여 초임계 이산화탄소의 클리닝 프로세스는 미국 지폐의 산화된 피지를 효과적으로 제거한다. 상기 프로세스는 피지측에 퇴적된 20% 정도를 제거한다. 우선적으로 500에서 650nm 영역에서 광범위하게 지방산 혼합물 성분의 책임 부분을 제거한다.

클리닝 결과는 도 8의 그래프를 통해 볼 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 프로세스에서 근자외선과 가시광선 정체에서 지폐의 반사율이 약 10% 증가되는 것으로부터 입증되는 것과 같이, 지폐의 오염부분 상당량이 클리닝하는 것을 알 수 있다. 이러한 클리닝은 지폐의 청결과 외견을 향상시킬 뿐만 아니라, 지폐의 보안 기능의 기계 인식력을 향상시킨다.

도 9에 도시한 바와 같이, 5유로 지폐의 클리닝 프로세스의 명확한 결과들을 볼 수 있다. 왼쪽 이미지는 1600psi와 55℃에서 8시간 동안 초임계 이산화탄소를 사용하여 클리닝한 지폐 일부를 보여준다. 클리닝 이전에, 지폐는 90℃와 70%의 상대 습도에서 9일간 저장되고 베이 피지(Bey sebum)로 코팅되었다.

다른 입증은 지폐의 초임계 클리닝의 효과의 다른 입증을 위해 상기 프로세스가 모터 오일이 묻은 지폐를 테스트하였다. 그림 10A는 모터 오일로 오염된 지폐의 클리닝 전과 후를 보여준다. 상기 이미지는 클리닝 과정의 효율성을 보여주고, 도 10B의 데이터는 클리닝 이전과 이후의 환산 반사 스펙트럼을 보여준다.

이들의 클리닝 기술들을 사용하여 오염된 지폐의 재활용을 위한 키는 중요하고 가치있는 대중과 지폐의 보안 기능 판독 기능과 온전함과 사용성을 유지하면서 산화 오일과 다른 오염 물질을 건조 제거하는 것이다. 모든 광학적 연구들은 클리닝 후 광학적으로 플렉소그래픽, 그라이바 인쇄와 요판 및 광학적인 가변 잉크들을 포함하는 프린팅된 지폐가 인쇄 품질 및 대비에 변화가 없었다는 것을 명확히 하였다.

본 발명의 또 다른 특징은 지폐들 상의 보안 특징들(security features)이 클리닝 프로세스에 의해 전체적으로 영향을 받지 않거나 약하게 감소한다. 또한, 자기 잉크, UV 활성 기능의 형광, 홀로그램, 금속화와 탈금확화 쓰레드, 및 광학 가변 잉크는 클리닝 이후에도 모두 그대로 기능을 가진다. 도 11에 도시한 바와 같이, 미국 20달러 지폐의 보안실(security thread)의 형광은 완전히 영향을 받지 않는다. 게다가, 미국 5달러에서 실(thread)의 형광은 초임계 이산화탄소에 노출된 후에 약간 감소된다; 하지만 상기 행위가 시각과 기계 검증 프로세스의 손상으로부터 퇴화되지 않는다. 도 12는 다양한 보안실들의 형광, 즉, 미국화폐인 5달러, 10달러, 20달러, 50달러, 100달러, 50루피들이 초임계 이산화탄화에 노출되어 클리닝 전과 후를 보여준다.

또한, 방출되는 보안 실에 더해, 세계에서 흔히 볼 수 있는 지폐의 폴리머 보안 섬유들을 조사하였다. 예를 들어, 러시아 루블의 섬유 클리닝 과정의 효과를 연구하였다. 도 13에 도시된 데이터는 UV의 견고성(robustness of the UV)이 러시아 100 루블 지폐의 보안 섬유가 클리닝 과정에서의 발광 기능을 보여준다.

긴 UV는 여기된 발광 보안 기능(excited emissive security features)이 리소그래피(lithographic)), 플렉소그래픽(flexographic), 그라비아(gravure), 요판 방법을 사용하여 인쇄되어 있다. 이러한 인쇄 발관 기능을 가진 예는 위안, 유로, 파운드가 있다. 마찬가지로 다른 통화들도 연구하였다. 그 결과 중국 위안이 도 14의 데이터에 나타나는 것과 매우 양호한 결과가 나타났다.

두 가지 색의 UV 발광 패턴을 가지는 영국 지폐를 이용한 실험을 통해 이 안료들이 부분적으로 용해되어 제거됨이 밝혀졌다. 오직 열 노출(thermal exposure)을 이용한 실험을 통해, 이것이 용해(dissolution) 또는 이산화탄소와의 반응으로 인한 결과이며, 형광단(fluorophore) 또는 인광체(phosphor)의 열적인 감소의 결과가 아님을 확인하였다. 도 15는 50℃에서 초임계 이산화탄소를 8시간 동안 노출하여 스펙트럼 변화의 전후 패턴을 보여준다. 클리닝 프로세서를 통해 중국 위안화의 회복력은 잉크의 회복력을 생성할 수 있으나, 기존의 일부 잉크는 아니다.

전술한 바와 같이, 읽을 수 있는 보안 기능을 실행할 수 있다는 것은 지폐의 보안에서 중요하다. 가장 일반적인 인식 가능한 보안 기능은 자기 및 정전 용량을 기반으로 이용되고 있다. 지폐의 교환을 위한 현금 인출기와 자동 판매기에서 단음 수용체 응용프로그램들이 이용되고 있다.

자기 잉크는 많은 지폐들에 이용되며, 특히 미국 지폐와 유럽 화폐에 이용된다. 상기 화폐들은 50℃에서 16시간동안 초임계 유체 클리닝 프로세스를 통해 견고하고 변화되지 않는다는 것을 발견하였다. 금속화에 의존하는지를 보안실을 사용하여 용량성의 기계 판독이 가능한 기능은 16시간의 테스팅 동안 생존하였다.

상기 기계 판독 기능 이외에 퍼블릭 도메인과 상업은행, 중앙 은행들에 의해 채용하고 있는 하나 이상의 호환 기능은 전형적으로 고속에서 최대 40지폐/초의 속도의 분류기를 통해 읽혀진다. 이러한 기능들은 중앙은행, 집행당국 및 회사에 그것들을 공급하는 것으로 유일하게 알려져 있다. 이러한 기술들의 하나는 30년 넘은 M-기능이며, 이 기능은 Sigreid Otto of Geiseke and Devrient에서 개발되었다. 이 보안 기능은 무기 재료를 기반으로 하는 초임계 유체로 클리닝 프로세스를 통한 회복력이 증명되었다. 대부분의 발광 잉크들처럼 그 견고함을 유지하는 키는 재료가 인쇄된 형식의 경우, 베이스의 적절한 선택이다. 다양한 보안 기능의 의문은 De La Rue International에서 50℃에서 16시간의 클리닝 프로세스를 테스트를 통해 견고하고 변화하지 않음을 발견하였다.

지폐의 적합성을 결정하는 데 사용되는 다른 중요한 매개 변수는 유연함(limpness)이다. 지폐가 유통되는 경우, 기계적으로 접히고 핸들링되고 지폐 수납기를 이용함으로써 기계적 탄성의 손실을 야기하여 지폐가 흐물흐물하게 된다. 이 '유연함'은 기계적 마모를 가지는 지폐의 다공성의 변화와 직접 관련됨을 보여주었다. 상기 지폐의 다공성은 효과적인 탄성지수 아래에서 사용됨으로써 증가한다. 유연함은 자동 분류 환경에서 측정된 음향 및 초음파의 반사로 측정된다.

지폐의 다공성은 초임계유체의 효과들과 기판을 고온으로 올리는 것을 결정하기 위해 측정되었다. 초임계 이산화탄소는 섬유망의 팽창을 야기할 수 있다. 이는 자기이력현상(hysteresis)와 지폐의 좀더 많은 다공성을 유지할 수 있다. 포스트-초임계 이산화탄소 처리는 초기 상태와 비교하여 압축 가능하여 종이는 비평형 네트워크에서 편안한 상태가 가능하다.

측정들은 집에서 만들어진 순간 가스 확산 장치(home built transient gas diffusion device)(Ar과 같은 수종 종과 함께)를 이용할 수 있다. 아르곤 가스는 지폐의 반대편에 광학적으로 검출된다. 상기 시스템은 네트워크를 통해 확산으로 검출된 아르곤의 폭발을 만들기 위한 솔레노이드 밸브를 이용하였다. 사실, 지연 시간은 void fraction-totuousity product으로 측정했다. 도 16A와 16B는 순환되고 있거나 순환되지 않은 상태 각각의 1달러 지폐의 일시적인 응답들을 보여준다. 도면들은 순환되지 않는 지폐가 낮은 다공성을 가져 노란색 추적에서 보여주는 아르곤의 펄스에 비해 감소된 신호와 긴 지연(longer delay)으로 나타남을 설명한다. 도 17A와 17B은 초임계 이산화 탄소 클리닝 전후 순환되지 않은 지폐의 신호를 보여주며, 상기 프로세스가 지폐의 다공성과 유연성에 영향을 미치지 않음을 보여준다.

본 명세서에 개시된 지폐의 클리닝 방법은 다른 이미지들, 페인트 텍스쳐(paint textures), 프린트, 인쇄하거나 이미지를 손상시키지 않는 이들의 조합들을 클리닝하고 복구하는 데 사용될 수 있다. 복구를 위한 재료들은 문서와 삽화, 그림들에 한정하지 않는다. 지폐를 클리닝하는 방법과 같이, 이산화 탄소와 같은 초임계 유체는 물질들을 제거하는 데 사용될 수 있다.(오염물질, 먼지, 피지, 병원체에 한정하지 않음) 상기 방법은 어떠한 이미지, 페인트 질감, 인쇄 등을 파괴하지않는 재료를 포함한다.

상기 실시예는 예시이며, 첨부된 설명과 범위의 정신에서 벗어나지 않는 많은 변형이 소개되어질 수 있다. 예를 들어, 요소에 대한 및/또는 기능은 다른 예시적 실시 형태로 변환될 수 있으며, 서로 및/또는 기능은 그 범위 내에서 서로 교체될 수 있다. 본 발명은 신규성에 다양한 특징을 더하는 목적들은 여기에 첨부된 특허 청구 범위 및 본 발명의 일부를 형성하도록 상세하게 설명하고 있다. 본 발명을 더 잘 이해하기 위해 동작상의 이점 및 그 사용에 의해 달성되는 특정 개체들의 기준은 첨부된 도면과 기재를 통해 바람직한 실시예로 설명하였다.

Claims

기판(substrate), 시각 데이터(visual data)와 보안 특징(security feature)이 포함된 보안 매체(secure instrument)를 클리닝하는 방법에 있어서,
상기 기판을 클리닝하고 상기 보안 특징과 상기 시각 데이터를 위협하지 않기에 충분한 온도 및 압력, 지속시간(duration)으로 상기 보안 매체를 초임계 유체(supercritical fluid)에 노출하는 과정을 포함하되,
상기 기판을 클리닝하는 것은 상기 기판으로부터 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거하는 것을 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 시각 데이터는 이미지(image), 진본확인정보(authentication information) 중 하나 또는 두 가지 모두를 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들은 오염물질(contaminants), 먼지(dirt), 피지(sebum), 병원균(pathogens) 또는 이들의 조합을 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들 중 적어도 하나 이상은 상기 초임계 유체에 용해가능한, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 노출은 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 상기 초임계 유체의 흐름을 제공하는 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제5항에 있어서,
상기 흐름은 상기 초임계 유체 안에서 상기 보안 매체를 교반하는(agitating) 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제5항에 있어서,
상기 흐름은 상기 초임계 유체를 교반하는 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제5항에 있어서,
상기 흐름은 상기 초임계 유체에 초음파(ultrasonic waves)를 적용하는 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판을 클리닝하는 과정은 살균(disinfect)하는 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이산화탄소(CO₂)를 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이온성 액체(ionic liquid) 또는 기체를 더 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 방법은 상기 보안 매체의 적합성(fitness)을 결정하는 과정을 더 포함하는, 클리닝 방법.
제12항에 있어서,
상기 적합성을 결정하는 과정은,
상기 보안 매체의 하나 이상의 특성들(properties)과 관련된 정보를 획득하기 위하여 상기 보안 매체를 스캐닝하는 과정; 및
상기 하나 이상의 특성들이 하나 이상의 기설정된 기준들(predetermined criteria)을 충족하는지 여부를 결정하는 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제13항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 찢어짐 수준(acceptable level of tearing)을 포함하는, 클리닝 방법.
제13항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 유연성 수준(acceptable level of limpness)을 포함하는, 클리닝 방법.
제13항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 낙서 수준(acceptable level of graffiti)을 포함하는, 클리닝 방법.
제13항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 더럽힘 수준(acceptable level of soiling)을 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 방법은 상기 보안 매체에 대한 진본확인(authenticating) 과정을 더 포함하는, 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 방법은 상기 초임계 유체에 포획 재료(trapping material)를 도입하여 상기 초임계 유체로부터 상기 하나 이상의 물질들의 적어도 일부를 제거하는 과정을 더 포함하는, 클리닝 방법.
제19항에 있어서,
상기 포획 재료는 높은 표면적을 가지는 재료(high surface area material)를 포함하는, 클리닝 방법.
제19항에 있어서,
상기 포획 재료는 건식 실리카(fumed silica)를 포함하는 클리닝 방법.
제1항에 있어서,
상기 지속시간은 30분에서 12시간인, 클리닝 방법.
복수의 보안 매체들(secure instruments)을 클리닝하는 방법에 있어서,
각각의 상기 보안 매체는 기판(substrate), 시각 데이터(visual data)와 보안 특징(security feature)을 포함하며,
상기 보안 매체들을 하나 이상의 기설정된 기준들(predetermined criteria)에 따라 분류하는 과정;
상기 기판들을 클리닝하고 상기 보안 매체들의 상기 보안 특징들과 상기 시각 데이터들을 위협하지 않기에 충분한 온도 및 압력, 지속시간(duration)으로 상기 보안 매체들을 초임계 유체(supercritical fluid)에 노출하는 과정을 포함하되,
상기 기판들을 클리닝하는 것은 상기 기판들로부터 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거하는 것을 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 시각 데이터는 이미지(image), 진본확인정보(authentication information) 중 하나 또는 두 가지 모두를 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들은 오염물질(contaminants), 먼지(dirt), 피지(sebum), 병원균(pathogens) 또는 이들의 조합을 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들 중 적어도 하나 이상은 상기 초임계 유체에 용해가능한 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 노출은 상기 보안 매체들을 통과하거나 상기 보안 매체들의 주위로 상기 초임계 유체의 흐름을 제공하는 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 기판들을 클리닝하는 과정은 살균(disinfect)하는 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이산화탄소(CO₂)를 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이온성 액체 또는 기체를 더 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 분류하는 과정은,
상기 보안 매체들의 하나 이상의 특성들(properties)이 상기 하나 이상의 기설정된 기준들을 충족하는지 여부를 결정하기 위하여 상기 보안 매체들을 스캐닝하는 과정을 포함하는, 클리닝 방법.
제31항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 찢어짐 수준(acceptable level of tearing)을 포함하는, 클리닝 방법.
제31항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 유연성 수준(acceptable level of limpness)을 포함하는, 클리닝 방법.
제31항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 낙서 수준(acceptable level of graffiti)을 포함하는, 클리닝 방법.
제31항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 더럽힘 수준(acceptable level of soiling)을 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 방법은 상기 보안 매체에 대한 진본확인(authenticating) 과정을 더 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 방법은 상기 초임계 유체에 포획 재료(trapping material)를 도입하여 상기 초임계 유체로부터 상기 하나 이상의 물질들의 적어도 일부를 제거하는 과정을 더 포함하는, 클리닝 방법.
제23항에 있어서,
상기 방법은 상기 초임계 유체를 재순환하는(recirculating) 과정을 더 포함하는, 클리닝 방법.
기판(substrate), 시각 데이터(visual data)와 보안 특징(security feature)이 포함된 보안 매체(secure instrument)를 클리닝하는 장치에 있어서,
상기 기판을 클리닝하고 상기 보안 매체의 상기 보안 특징과 상기 시각 데이터를 위협하지 않기에 충분한 온도와 압력, 지속시간(duration)으로 초임계 유체(supercritical fluid)를 함유하는 챔버; 및
상기 초임계 유체가 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 향하여 순환하여 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거할 수 있도록 상기 챔버 내에 상기 보안 매체를 지지하는(holding) 구조를 포함하는, 클리닝 장치.
제39항에 있어서,
상기 클리닝 장치는 상기 챔버 내의 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 상기 초임계유체를 순환시키는 교반 메카니즘(agitation mechanism)을 더 포함하는, 클리닝 장치.
제39항에 있어서,
상기 보안 매체를 지지하는 상기 구조는 트레이(tray)를 포함하는, 클리닝 장치.
제39항에 있어서,
상기 시각 데이터는 이미지(image), 진본확인정보(authentication information) 중 하나 또는 두 가지 모두를 포함하는, 클리닝 장치.
제39항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들은 오염물질(contaminants), 먼지(dirt), 피지(sebum), 병원균(pathogens) 또는 이들의 조합을 포함하는, 클리닝 장치.
제39항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들 중 적어도 하나 이상은 상기 초임계 유체에 용해가능한, 클리닝 장치.
제39항에 있어서,
상기 기판을 클리닝하는 것은 살균(disinfect)을 포함하는, 클리닝 방법.
제39항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이산화탄소(CO2)를 포함하는, 클리닝 장치.
제39항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이온성 액체 또는 기체를 더 포함하는, 클리닝 장치.
제39항에 있어서,
상기 초임계 유체는 상기 초임계 유체로부터 상기 하나 이상의 물질들의 적어도 일부를 제거하기 위한 포획 재료(trapping material)를 더 포함하는, 클리닝 장치.
복수의 보안 매체들(secure instruments)을 클리닝하는 장치에 있어서,
각각의 상기 보안 매체는 기판(substrate), 시각 데이터(visual data)와 보안 특징(security feature)을 포함하며,
상기 보안 매체들이 하나 이상의 기설정된 기준들(predetermined criteria)을 충족하는 하나 이상의 특성들을 가지는지 여부를 결정하는 분류기(sorter);
상기 하나 이상의 기설정된 기준들을 만족하는 보안 매체들을 지지하는(holding) 구조; 및
상기 기판들을 클리닝하고 상기 보안 매체들의 상기 보안 특징들과 상기 시각 데이터들을 위협하지 않기에 충분한 온도와 압력, 지속시간(duration)으로 초임계 유체(supercritical fluid)를 함유하는 챔버를 포함하되,
보안 매체들을 지지하는 상기 구조는 상기 초임계 유체가 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 향하여 순환하여 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거할 수 있도록 상기 챔버 내에 배치가능한, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 클리닝 장치는 상기 챔버 내의 상기 보안 매체를 통과하거나 상기 보안 매체의 주위로 상기 초임계유체를 순환시키는 교반 메카니즘(agitation mechanism)을 더 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 보안 매체들을 지지하는 상기 구조는 트레이(trray)를 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 시각 데이터는 이미지(image), 진본확인정보(authentication information) 중 하나 또는 두 가지 모두를 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들은 오염물질(contaminants), 먼지(dirt), 피지(sebum), 병원균(pathogens) 또는 이들의 조합을 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들 중 적어도 하나 이상은 상기 초임계 유체에 용해가능한, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 기판을 클리닝하는 것은 살균(disinfect)을 포함하는, 클리닝 방법.
제49항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이산화탄소(CO2)를 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이온성 액체 또는 기체를 더 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 초임계 유체는 상기 초임계 유체로부터 상기 하나 이상의 물질들의 적어도 일부를 제거하기 위한 포획 재료(trapping material)를 더 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 찢어짐 수준(acceptable level of tearing)을 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 유연성 수준(acceptable level of limpness)을 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 기설정된 기준은 허용가능한 낙서 수준(acceptable level of graffiti)을 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 허용가능한 더럽힘 수준(acceptable level of soiling)을 포함하는, 클리닝 장치.
제49항에 있어서,
상기 기설정된 기준들은 상기 보안 매체가 진본인지(authentic) 여부인, 클리닝 장치.
적어도 하나의 이미지(image), 페인트 텍스쳐들(paint texture), 및 프린트(print)를 포함하는 재료를 복원(restoring)하는 방법에 있어서,
상기 재료를 클리닝하고 상기 이미지, 상기 페인트 텍스쳐들, 또는 상기 프린트를 위협하지 않기에 충분한 온도 및 압력, 지속시간(duration)으로 상기 재료를 초임계 유체(supercritical fluid)에 노출하는 과정을 포함하되,
상기 재료를 클리닝하는 것은 상기 재료로부터 하나 이상의 물질들(substances)을 상기 초임계 유체로 제거하는 것을 포함하는, 복원 방법.
제64항에 있어서,
상기 재료는 프린트를 포함한 문서인, 복원 방법.
제64항에 있어서,
상기 재료는 삽화(artwork)인, 복원 방법.
제66항에 있어서,
상기 삽화는 페인트 텍스쳐들(paint textures)을 가지는 페인팅(painting)을 포함하는, 복원 방법.
제64항에 있어서,
상기 하나 이상의 물질들은 오염물질(contaminants), 먼지(dirt), 피지(sebum), 병원균(pathogens) 또는 이들의 조합을 포함하는, 복원 방법.
제64항에 있어서,
상기 초임계 유체는 이산화탄소(CO2)를 포함하는, 복원 방법.