JP4905057B2 - 真偽判定シート - Google Patents

Description

本発明は、証券媒体などのセキュリティ印刷分野および製品認証分野において、偽造もしくは贋造を抑止するための真偽判定シートおよびその製造方法と真偽判定方法と潜像用紙と潜像ステッカーと潜像媒体と潜像パッケージに関するものである。

従来、カードやパスポートなどの認証媒体、商品券や株券などの有価証券媒体には、偽造の困難なデバイスを貼付することにより、目視もしくは検証器を用いて真偽判定をする方法が用いられている。

また、近年では、製品の贋造品の流通が問題となり、これら流通を防ぐため、有価証券類と同等の技術を用いることが増えている。
偽造防止技術は、
一般のユーザが偽造防止技術と認知でき真偽判定できるいわゆるオバート技術と、特定のユーザのみが偽造防止技術の存在を知り真偽判定できるいわゆるコバート技術とに分けられる。

オバート技術の代表としては、ホログラムなどの回折構造形成体、Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｋ（略称ＯＶＩ）などの多層干渉膜などがあげられる。また、コバート技術の代表としては、蛍光印刷、万線潜像などがあげられ、ともに重要な地位を占め、通常、これらの組み合わせにより製品化されることが多い。

また、液晶ディスプレーの需要により、高度な偏光技術が開発されている。

これら偏光技術が偽造防止デバイスにもコバート技術として応用されはじめている。たとえば、ネマチック液晶の複屈折性を用いた潜像媒体や複屈折性を有するプラスチックフィルムに物理的な刺激を与え部分的に複屈折性を無くす方法などが提案されている。

しかし、これら方法では、潜像をパターン化するために液晶の配向方向を部分的に変えたり、エンボスにより延伸フィルムの膜厚を部分的に変えたり、物理的な刺激により複屈折性を破壊する必要があり、安定した製品を量産することが難しいという観点から、複屈折性透明シートの片面に金属膜を部分的に設け、これを積層することで複屈折性シート部分が呈する発色を重ね合わせることで現れる異なった色相を真偽判定に用いる方法が提案されている。

特許文献は以下の通り。
特開平８−４３８０４号公報 特開２０００−２２１８９８号公報 特開平９−６８９２６号公報 特開平９−６８９２７号公報

しかし、この方法ではフィルムを積層する前に真偽判定のための画像や情報が決まってしまうため、真偽判定のための個別情報を追記することができないという問題がある。

本発明で、課題を解決するため、まず、請求項１は、１もしくは２以上のセロハンからなる複屈折性透明層を有するシートであり、各複屈折性透明層の背面側のいずれか１以上もしくはすべてに、全面、もしくは、１もしくは２以上の領域よりなる金属反射層を有する真偽判定シートにおいて、該金属反射層の少なくとも一つがＳｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｔｅ、Ａｌから選択される低融点金属の単体もしくは合金から構成され、前記低融点金属から構成される層と複屈折性透明層の間に熱可塑性樹脂を主体として構成された感熱増感層を０．２〜１０μｍの厚さで設けることを特徴とする真偽判定シートである。

請求項２は、前記感熱増感層に光熱変換材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の真偽判定シートである。

検証器を重ねた時、デバイスの色調の変化、さらに、部分的に別の色調に変化することによりコントラストが生じ、潜像が現れた。さらに、低融点金属で形成された金属膜をレーザー照射等で加熱して溶融することで、個別の潜像が得られた。

本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の色調変化が起こる原理の説明図である。また、図２は、検証器として直線偏光板を用いて検証する例を示す図である。また、図３は、専用検証器を用いて検証する例を示す図である。

複屈折性物質とは、透明な複屈折性を有する材質である。複屈折とは、物質の屈折率が光軸方向によってことなることで、複屈折を持つ物質に光を入射した時、異常光線ｅ（屈折率：ｎ_e）と常光線ｏ（屈折率：ｎ_o）の間で位相差を生じる現象である。

この異常光線と常光線の屈折率の差は、複屈折率Δｎと呼ばれる。複屈折率Δｎは、複屈折物質を通過する光の波長λによって変化する。これを複屈折の波長分散と呼び、Δｎ（λ）＝ｎ_e−ｎ_o式で表される。

また、位相差値δは、複屈折物質を通過する光路長ｄに比例し、δ（λ）＝Δｎ（λ）ｄで表される。

位相差値δは、複屈折の光軸が平行の場合、層が複数に分かれていても積算され、直角方向の場合には打ち消し合う方向に働く。

ここで、位相差値δの複屈折性透明層の背面側に金属反射層を形成したシートの複屈折光軸に対して、偏光板を光軸の角度をαずらして重ねた時の光の反射率は、Ｒ（λ，δ，α）＝１−ｓｉｎ²（２απ／１８０）・ｓｉｎ²（２πδ（λ）／λ）で表される。

即ちこれは、α＝４５°の時、反射率して戻ってくる光量が最も下がり、検証器のあるなしで最も色調の変化が現れることを示す。また、波長により反射率が変わることを示しており、δとλにより、色調が変わることを意味している。

図１は、この内容を図示した例であって、例えば、光源（１０７）から発せられた光の赤色成分（１０４）、緑色成分（１０５）、青色成分（１０６）が検証器（直線偏光板）（１０３）を通って、それぞれ偏光光となり、複屈折性透明層（１０１）を通過し、金属反射層（１０２）で反射され、再び複屈折性透明層（１０１）を通過する。複屈折性透明層を通過する際に、偏光状態が変化するが、波長により結果が異なるため、検証器（直線偏光板）（１０３）を透過できる緑色成分（１０５）と透過できない赤色成分（１０４）と青色成分（１０６）に分かれ、観測者（１０８）から見た場合、緑に見える。

本発明で利用できる複屈折性透明層としては、延伸加工により作製されたプラスチックフィルムを用いることができる。延伸により樹脂を構成する分子の並びが延伸方向に並ぶため、複屈折性が現れるためである。

延伸加工とは、プラスチックのガラス転移点以上融点以下の適当な温度で引き伸ばしてフィルムを作製する方法であり、その引き伸ばし方によって、１軸延伸、２軸延伸などがある。プラスチックは、一般に延伸をかけることにより、複屈折性を持つと同時に、均一で強靭なフィルムとなり取り扱いが容易になる。これら１軸、２軸延伸フィルムを形成するプラスチックとしては、セロハン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ナイロンなどが挙げられる。

２軸延伸フィルムは幅方向で延伸の具合がことなるため、面内で均一な複屈折性を求めた場合、全幅での利用が難しい。幅方向で均一な複屈折性な複屈折性を求めるのであれば、１軸延伸フィルムを用いることが望ましい。

さらに、１軸延伸フィルムの中でも、シートとしての加工適性および物理的強度を考慮した場合、複屈折率は、Δｎ＝０．００１〜０．０５、より望ましくはΔｎ＝０．００３〜０．０２のフィルムが良い。複屈折率Δｎがこれら値より大きい場合には、必要な位相差値を得るための膜厚が薄すぎ、加工適性を損なうとともに加工時に生じる僅かな歪により、設計値からずれる可能性が高まる。また、小さすぎた場合はフィルムが厚くなりすぎ、加工しずらくなる。延伸具合にもよるが、この条件にあてはまるものとして、セロハン（Δｎ＝約０．００８）、ポリカーボネート（Δｎ＝約０．００３）が挙げられる。

ここで、セロハンの背面側に金属反射層を形成したシートの複屈折光軸に対して、偏光板を光軸の角度を４５°ずらして重ねた時の膜厚および光路長と色調の関係を表１に記す。

複屈折性透明層の背面側にのみ金属反射層を設けて作製した真偽判定シートに、検証器（直線偏光板）を重ねることにより、複屈折性透明層の膜厚に応じて色調変化をさせることができ、この色調変化をもって真偽判定を行うことができる。例えば、複屈折性透明層にセロハンを用いる場合、表１に示す色が現れる。

さらに、この真偽判定シートの表面側に金属反射層を設けることにより、潜像を表すことができる。表面側に形成した金属反射層および背面側に形成した金属反射層は、複屈折性透明層が透明であることから目視では、区別しずらいが、検証器である直線偏光板を通して観測した場合、表面側に形成した金属反射層は、常に白であり、背面側に形成した金属反射層は、色調が変化するため、コントラストがつき、潜像が現れる。この潜像の出現をもって、真偽判定を行うことができる。

さらに、特異な例として、複屈折性透明層にλ／４位相差を有するフィルム（セロハンの場合は、膜厚約２１μｍ）で形成し、検証器に円偏光板を用いた場合、異方性のない円
偏光による検証となるため、光軸を合わせることなく、表面側の金属反射層は黒、背面側の金属反射層は白となる。

また、複屈折性透明層を多層で積層し、複屈折性透明層の背面側、層間、表面側に金属反射層を設けることにより、２色以上の色調に変化させることができる。例えば、図２に示すように背面側の金属反射層（２０２）、膜厚２１μｍのセロハンからなる複屈折性透明層（２０１）、層間の金属反射層（２０３）、膜厚３５μｍのセロハンからなる複屈折性透明層（２０４）、表面側の金属反射層（２０５）の順に積層したシートの例である。検証器である直線偏光板（２０６）を重ねた時、光源（２１０）より発せられた光（２０７、２０８、２０９）は、背面側の金属反射層（２０２）で反射された光（２０７）は、５６μｍのセロハンを通過した場合と等しく、赤色（Ｒ）を呈する。また、層間の金属反射層（２０３）で反射した光（２０８）は、３５μｍのセロハンを通過したので青色（Ｂ）を呈し、表面側（２０５）の反射層で反射した光（２０９）は、複屈折性透明層を通過していないため、白（Ｗ）を呈する。

また、色気を調節するため、検証器である直線偏光板に複屈折性透明層を積層し専用検証器を作製することができる。図３は、これを説明する例であり、検証器である直線偏光板（３０７）に３９μｍのセロハンからなる複屈折性透明層（３０６）を積層し、作製した専用検証器である。また、真偽判定シートは、背面側の金属反射層（３０２）、膜厚２４μｍのセロハンからなる複屈折性透明層（３０１）、層間の金属反射層（３０３）、膜厚３５μｍのセロハンからなる複屈折性透明層（３０４）、表面側の金属反射層（３０５）の順に積層したシートの例である。専用検証器を重ねた時、光源（２１０）より発せられた光（３０８、３０９、３１０）は、背面側の金属反射層（３０２）で反射された光（３０８）は、７０μｍのセロハンを通過した場合と等しく、青色（Ｂ）を呈する。また、層間の金属反射層（３０３）で反射した光（３０９）は、５６μｍのセロハンを通過した場合と等しく赤色（Ｒ）を呈し、表面側（３０５）の反射層で反射した光（３１０）は、３９μｍの膜厚のセロハンを透過したため、緑色（Ｇ）を呈する。

金属反射層としては、まずＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、インコネル、ステンレス、ジュラルミンなどの金属を使用できるが、このほかに少なくとも一つは低融点金属を用いて形成する。これは、熱源を用いて溶融させ、個別情報等の情報を追記するためである。低融点金属としては、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｔｅ、Ａｌを単体もしくは合金として用いることができる。個別情報の記録原理は、低融点金属の膜が溶融してボール状になり、被覆面積が著しく小さくなることで下層にあたる層の隠蔽性がなくなるというものである。

低融点金属の溶融感度を向上させるため、低融点金属膜と複屈折性透明フィルムとの間に感熱増感層を設けることができる。これは、熱可塑性樹脂から構成され、溶融した低融点金属が薄膜状態からボール状に変化するときの体積変化を吸収するための層である。これには従来公知の樹脂、例えばウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノキシ樹脂等が使用可能である。また、この樹脂層は０．２から１０μｍ、好ましくは０．５から３μｍの厚みで設けることができる。

熱源としては、熱源が直接的あるいはごく薄い保護膜を介して低融点金属膜と接触する場合にはサーマルヘッド、やや厚めの保護膜を介する場合には熱板、さらに厚い膜を介する場合には、レーザなどの光を照射する方法がある。光を熱源として用いる場合には、光を熱に変換する光熱変換材料を感熱増感層に添加することが好ましい。例えば、波長７８０ｎｍのレーザを照射するのであれば、この波長域に吸収を持つ赤外線吸収剤を添加するとレーザ光が熱に変換されて低融点金属膜を溶融することができる。赤外線吸収剤としては、従来公知のシアニン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、ビスチオウレア系化合物、スクアリリウム系、アズレニウム系、トリフェニルアミン系、トリスアゾ系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタン系、キノン系、ナフトキノン系、アントラキノン系、アゾ系、インモニウム系、ジインモニウム系、金属錯体系、金属硫化物とチオウレア系化合物、もしくはリン化合物と銅化合物等が挙げられ、これらのうちから一種または二種以上を使用する。

金属を金属反射層に用いる場合、直接、基材に蒸着もしくはスパッタリングにより形成する他、金属反射層を有する転写箔の転写、メタリックインキを印刷、金属箔や金属層を有するフィルムをラミネートしても良い。また、パターン化する場合、基材上に全面で形成した後パターン化しても、パターン化した金属潜像層もしくは背景金属層を転写もしくはラミネートしても良い。

これらの金属反射層をパターン化する方法としては、水洗シーライト加工、エッチング加工、レーザ加工などが挙げられる。

水洗シーライト加工は、基材上に水洗インキをあらかじめネガパターンで印刷しておき、金属層を全面に形成し、水洗インキを水で洗い流すと同時に金属層を取り除くことによりパターン状の金属反射層を形成する方法である。

また、エッチング加工は、金属層を形成し、マスキング剤をポジパターンで印刷し、マスキングされていない部分を腐食液を用いて腐食することにより取り除くことによりパターン状の金属潜像層を形成する方法である。このエッチング法は、反射層を腐食するのに適当な腐食液がない場合には、用いることができない。

また、レーザ加工は、基材上に金属層を形成し、部分的に強いレーザを当てて除去することによりパターン状の金属反射層を形成する方法である。用いるレーザとしては、高出力のＮｄ：ＹＡＧ、ＣＯ₂ガスレーザが一般的である。

真偽判定シートを作製する場合、複屈折性透明層が単層の場合は、上記の方法で金属反射層を複屈折性透明層に直接形成できる他、他の基材に反射層を形成した後、ラミネートする方法がある。また、複屈折性透明層が多層の場合には、単層のものをラミネートにより積層する方法などがある。

３５μｍの膜厚のセロハンフィルムの背面に［感熱増感層インキ］をワイヤーバーにて１．５μｍの厚みで設けた。
［感熱増感層インキ］
・塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂ソルバインＡ（日信化学（株）製） ２０重量部
・シアニン系赤外吸収剤ＣＹ−１０（日本触媒（株）製） ０．２重量部
・メチルエチルケトン ４０重量部
・トルエン ４０重量部
この上に、真空蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚のＳｎからなる金属反射層を形成した。

検証器である直線偏光板を重ねた時、青色を呈した。

２１μｍの膜厚のセロハンフィルムの表面に[接着インキ]をワイヤーバーにて１．５μｍの厚みで設け、背面に真空蒸着法にて５０ｎｍの膜厚のＮｉからなる金属反射層を形成
した。
［接着インキ］
・塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂ソルバインＡ（日信化学（株）製） ２０重量部
・メチルエチルケトン ４０重量部
・トルエン ４０重量部
上記３５μｍセロハンフィルムのＳｎ面と２１μｍセロハンフィルムの接着インキ面を重ねあわせ、温度１２０℃、圧力１２ｋｇ／ｃｍ²にて１０分間プレスし、両者の積層フィルムを得た。この状態で、検証器である直線偏光板を重ねたとき、青色を呈した。これは３９μｍセロハンフィルムの色だけが観察された結果である。

次に、使用した赤外吸収剤の吸収波長である７８０ｎｍの半導体レーザを１５０μｍ径に集光し、照射時間２ｍ秒、照射エネルギーを５００ｍＷとし、３５μｍセロハンフィルム面から照射したところ、半導体レーザをスキャンした形状に３５μｍセロハンフィルム上のＳｎ層が熱溶融し、下層である２１μｍセロハンフィルムが観察できた。この状態で、目視では金属反射層の色が見えるだけで色相上の変化は特に見られなかったが、検証器である直線偏光板を重ねた時、半導体レーザをスキャンした部分のみセロハンフィルムの厚みが５６μｍとなり、これに対応する赤色（Ｒ）を呈し、他の部分は青色（Ｂ）を呈した。

本発明の色調変化が起こる原理の説明図である。 検証器として直線偏光板を用いて検証する例を示す図である。 専用検証器を用いて検証する例を示す図である。 実施例１の検証原理を示す図である。

符号の説明

１０１ 複屈折性透明層
１０２ 背面側の金属反射層
１０３ 検証器（直線偏光板）
１０４ １０５ １０６ 光
１０７ 光源
１０８ 観測者
２０１ 複屈折性透明層
２０２ 背面側の金属反射層
２０３ 層間の金属反射層
２０４ 複屈折性透明層
２０５ 表面側の金属反射層
２０６ 検証器（直線偏光板）
２０７ ２０８ ２０９ 光
２１０ 光源
２１１ 観測者
３０１ 複屈折性透明層
３０２ 背面側の金属反射層
３０３ 層間の金属反射層
３０４ 複屈折性金属層
３０５ 表面側の金属反射層
３０６ 複屈折性透明層
３０７ 直線偏光板
３０８ ３０９ ３１０ 光
３１１ 光源
３１２ 観測者
４０１ ２１μｍセロハンフィルム
４０２ Ｎｉ蒸着層
４０３ Ｓｎ蒸着層
４０４ ３５μｍセロハンフィルム
４０５ 感熱増感及び赤外吸収層
４０６ 直線偏光板
４０７ ４０８ 光
４０９ レーザスキャン部
４１０ 光源
４１１ 観測者

Claims (2)

1. １もしくは２以上のセロハンからなる複屈折性透明層を有するシートであり、各複屈折性透明層の背面側のいずれか１以上もしくはすべてに、全面、もしくは、１もしくは２以上の領域よりなる金属反射層を有する真偽判定シートにおいて、該金属反射層の少なくとも一つがＳｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｔｅ、Ａｌから選択される低融点金属の単体もしくは合金から構成され、前記低融点金属から構成される層と複屈折性透明層の間に熱可塑性樹脂を主体として構成された感熱増感層を０．２〜１０μｍの厚さで設けることを特徴とする真偽判定シート。
2. 前記感熱増感層に光熱変換材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の真偽判定シート。
   

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