KR100568610B1

KR100568610B1 - 기능성물질을 이용한 감열 변색 잉크 및 이의 사용방법

Info

Publication number: KR100568610B1
Application number: KR1020040107139A
Authority: KR
Inventors: 류일녕; 명성식; 장재수; 조일원; 김길연; 류희경
Original assignee: 한국조폐공사
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-04-07

Abstract

본 발명은 기능성물질을 이용한 감열 변색 잉크 및 이의 사용방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 감열 변색 물질, 비가시 형광물질 및 벤조페논물질을 함유하는 감열 변색 잉크 및 이를 유가증권, 신분증, 보안을 목적으로 하는 비밀문서 등에 위·변조 방지를 위해 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 제품은 감열 변색 잉크 적용 패턴이 인쇄물에서는 적색에서 무색으로 변색되고, 자외선 조사시에는 적색에서 황색으로 발광하며, 컬러 출력물에서는 감열 변색 잉크 적용 패턴의 색상이 변색되지 않고, 형광고유의 색상이 발광하지 않기 때문에, 육안 식별 또는 기기식별에 의해 위·변조 사실을 쉽게 확인할 수 있다.

기능성물질, 감열변색물질, 감열변색잉크, 비가시 형광물질, 벤조페논물질, 위·변조 방지, 바니시, 보조제

Description

기능성물질을 이용한 감열 변색 잉크 및 이의 사용방법 {Thermochromic ink comprising functional materials and The use thereof}

도1은 본 발명에 따른 기능성물질을 이용한 감열 변색 잉크를 제조하는 방법을 나타내는 공정 순서도이다.

도2는 본 발명에 따른 기능성물질인 감열변색물질, 비가시형광물질, 벤조페논물질과 바니시의 혼합 상태를 나타내는 단면도이다.

도3은 도 2의 감열변색잉크에 보조제를 투입하여 제조된 기능성 감열변색잉크를 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 감열변색물질 20 : 비가시 형광물질

30 : 벤조페논물질 40(a) : 바니시

40(b) : 보조제(석유계고비점용제, 건조제)를 포함하는 바니시

본 발명은 기능성물질을 이용한 감열 변색 잉크 및 이의 사용방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 감열 변색 물질, 벤조페논물질 및 선택적으로 비가시 형광물질을 함유하는 감열 변색 잉크 및 이를 유가증권, 신분증, 보안을 목적으로 하는 비밀문서 등에 위·변조 방지를 위해 사용하는 방법에 관한 것이다.

종래부터 유가증권, 신분증, 보안을 필요로 하는 비밀문서 등의 위·변조를 방지하기 위한 방안으로 여러가지 특수요소들이 사용되어 오고 있으나, 유가증권, 신분증, 비밀문서 등을 컬러 출력기(복사기, 프린터기 등)를 사용하여 복사 위조함으로써 전문가도 진위여부를 식별하기가 어려운 실정이다.

이러한 위·변조를 방지하기 위해 다양한 방법들이 연구 개발되고 있고, 예를 들어, 인쇄패턴방식으로서 위조방지의 필요가 있는 용지에 "무효" 등과 같은 잠상문자와 잠상 이외의 배경을 형성시키되 잠상과 배경을 큰 망점(dot)과 작은 망점으로 구분하여 인쇄형성시키므로서 양자간의 농담 차이를 이용하여 큰 망점은 복사시 재현되나 작은 망점은 소실되게 하는 기술이라던가 또는 선에 의한 규칙적인 광간섭 무늬는 복사 시 광간섭에 의한 물결무늬가 나타나서 인쇄물과 복사물을 구분할 수 있는 기술이 있다. 이러한 복사 위조방지기술인 평판잠상, 광간섭기술 등은 유가증권, 신분증, 비밀문서 등에 위·변조를 방지하기 위한 방안으로 여러가지 특수요소들이 사용되고 있음은 이미 알려져 있다.

아울러, 한국 등록특허 제104762호에는, 잠상현출에 의한 위조방지용지의 제 조방법이 기재되어 있으나, 최근 컴퓨터 주변기기의 재현력 향상에 따라 유가증권 및 보안용지에 적용 시 컴퓨터 그래픽을 이용하여 보안효과가 나타나지 않도록 조정하여 출력함으로서 복사 위조방지 기능이 미흡하게 나타나는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하고, 위·변조의 대응방법으로서 열에 의한 발색성을 갖는 감열변색물질을 포함하여 육안으로 식별가능케 하거나, 비가시 형광물질과 벤조페논물질을 포함하여 자외선 광원으로 식별가능케 하여, 위·변조 식별이 용이한 감열 변색 잉크를 제공하는데 있다.

다른 목적으로, 본 발명은 전술한 감열 변색잉크를 사용하여 제조한 유가증권, 신분증, 보안을 목적으로 하는 특수문서 등의 위·변조 방지용 용지를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 제1 양태로 본 발명은 감열변색물질 20∼30중량%, 비가시 형광물질 3∼7중량%, 벤조페논물질 5∼10중량%, 바니시 40∼60중량%, 석유계고비점용제 3∼7중량% 및 건조제 0.2∼1중량%를 함유하는 감염변색잉크를 제공한다.

제2 양태로, 본 발명은 감열변색물질 20∼30중량%, 벤조페논물질 5∼10중량%, 바니시 40∼60중량%, 석유계 고비점용제 3∼7중량% 및 건조제 0.2∼1중량%를 함유하는 감열 변색 잉크를 제공한다.

이러한 양태들에서, 본 발명의 감열변색잉크는 감열변색물질의 특정색상이 열(40℃)을 가하면 무색으로 변색되어 육안으로 식별이 가능하고, 또한 자외선광 조사시 형광물질은 색상이 상이하게 발광하여 자외선 광원에 의해 식별될 수 있는 감열변색잉크로서, 칼라 출력기(복사기, 프린터기)에 의해 복사시에는 열에 의해 변색되는 기능이 나타나지 않고, 자외선광 조사시 특정색상이 발광하지 않으므로 가시적 또는 기기에 의해 용이하게 진위식별이 가능하도록 한 것이다.

즉, 본원에 사용된 감열변색물질은 열 적용시 유색에서 무색으로 변화되는 물질을 의미한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 감열변색물질에는 7℃에서 65℃의 온도 범위에서 조절가능한 카멜레온-T(Chameleon-T) 검정, 녹색, 보라, 청색, 빨강, 주황 등이 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다.

또 하나의 기능성 물질인 비가시 형광물질은 자외선의 특수 파장(장파 365nm, 단파 235nm)에서 발광하는 임의의 물질을 의미한다. 구체적 예는 루미룩스(LUMILUX) CD 702, 704로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이며, 이에 국한되는 것은 아니다.

한편 감열변색잉크는 용도에 따라 선택적으로 사용되어야 한다. 즉 유가증권과 같은 무형광용지 사용시에는 형광기능을 부가한 감열변색잉크를 선택하여야 하며, 반면에 보안을 목적으로 하는 비밀문서는 일반백상지를 사용함에 따라 용지자체에 형광증백제가 적용되어 있어 감열변색잉크에 형광 기능을 부가하여도 형광 효과가 나타나지 않으므로 선택적으로 선정되어야 한다.

자외선 차단제로서, 감열변색물질의 내광성을 향상시키기 위한 벤조페논물질 은 당업자라면 직접 제조할 수 있거나 또는 시판되는 제품, 예컨대 시바(Ciba) TINUVIN-P, TINUVIN-5411 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 감열변색물질, 비가시형광물질 및 벤조페논물질은 혼합 비율에 따라 다음과 같은 기능이 있다.

감열변색물질인 카멜레온-T(Chameleon-T) 주황 등을 평·활판잉크로 제조하기 위하여 20중량% 미만으로 사용하는 경우에는 열에 의한 감열변색 효과가 미흡하게 나타나는 문제가 있으며, 30중량%를 초과하는 경우에는 평판인쇄적성이 미흡하게 나타나는 문제가 있다.

또한, 비가시 형광물질인 루미룩스 CD702 등을 3중량% 미만으로 사용하는 경우에는 자외선 조사시 녹색 발광 효과가 미흡하게 나타나는 문제가 있으며, 7중량%를 초과하는 경우에는 평판인쇄적성이 미흡하게 나타나는 문제가 있다.

또한, 벤조페논물질로서 시바(Ciba) TINUVIN-P 등을 5중량% 미만으로 사용하는 경우에는 감열변색물질의 내광성이 미흡하게 나타나는 문제가 있으며, 10중량%를 초과하는 경우에는 형광물질의 발광효과 저하와 평판인쇄적성 효과가 미흡하게 나타나는 문제가 있다.

이렇게 첨가되는 감열변색물질, 비가시 형광물질과 벤조페논물질에 의해 제조한 감열변색잉크를 특정패턴으로 유가증권, 신분증, 보안문서 등에 적용한 제품을 칼라 출력기(복사기, 프린터기)에 의한 복사시에는 열에 의해 변색되는 기능이 나타나지 않고, 자외선광 조사시 특정색상이 발광하지 않으므로써 가시적 및 기기에 의한 위·변조를 사전에 예방할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 기능성물질을 이용한 감열변색잉크를 제조하는 단계를 나타내는 공정흐름도로 도시한 것이다.

도 1 과 같이 본 발명에 따른 감열변색잉크는 열(40℃)을 가하면 도 2 와 같이 특정 색상이 무색으로 변색하는 감열변색물질(10)과 자외선의 특수파장(장파, 단파)에서 발광하는 비가시 형광물질(20)에 내광성을 향상시키는 벤조페논물질(30)을 바니시(40a), 또는 도 3 과 같이 석유계 고비점 용제 및 코발트 드라이어가 혼합된 바니시(40b)와 혼합하여 감열변색잉크가 제조된다.

상기 감열변색잉크를 제조할 때 혼합되는 바니시, 석유계 고비점 용제, 및 건조제에 대해 간단히 설명한다.

본 발명에 사용되는 바니시(varnish), 특히 평판 잉크제조용 바니시의 통상적인 제조방법을 살펴보면, 이에 한정되는 것은 아니지만 P-알킬 페놀수지 또는 비스페놀 A와 포름알데히드로부터 페놀수지의 초기 축합물을 얻고, 이것을 송진과 반응시켜 페놀수지의 메틸롤기를 송진의 이중 결합부분과 반응시킨 다음, 이 수지의 카르복실기를 글리세린 또는 펜타에리스리톨과 같은 폴리올에서 에스테르화하여 로진 변성 페놀수지로 제조하고, 이를 아마인유, 아주까리유, 알키드수지, 탄화수소용제 등에 용해시켜서 제조하게 된다. 상기 바니시의 함량이 40중량% 미만이면 인쇄 잉크 제조 적성이 미흡하며, 60중량%를 초과하면 인쇄적성이 미흡한 문제가 있다.

석유계 고비점 용제를 3중량% 미만으로 첨가하면 인쇄 시 잉크 전이성이 미흡하며, 7중량%를 초가하면 인쇄 시 인쇄판 비화선부에 잉크가 묻는 현상, 인쇄물 에서 화선 번짐 현상, 잉크날림현상 등의 문제점이 발생하게 된다.

또한, 본 발명에 사용되는 건조제로는 코발트 드라이어를 들 수 있으며, 0.2중량% 미만으로 첨가하면 인쇄 시 건조가 늦어 뒤묻음 현상이 발생하게 되며, 1중량%를 초과하여 첨가하면 인쇄 시 잉크의 건조가 빨리 건조되어 인쇄부위가 정학하게 인쇄가 되지 않는 현상이 발생하게 된다.

제2 양태로, 본 발명은 상기 기술한 감열변색물질과 비가시 형광물질, 벤조페논물질에 바니시, 석유계 고비점 용제, 건조제를 혼합하여 분산연육하는 것을 포함하는 감열변색잉크의 제조방법을 제공한다.

제3 양태로, 본 발명은 이와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명에 따른 감열변색잉크를 유가증권, 신분증, 보안을 목적으로하는 보안용지 등에 평·활판 인쇄방식을 이용하여 적용한 육안이나 자외선 광원하에 식별이 용이한, 위·변조 식별용 용지를 제공한다.

이렇게 얻어진 최종 제품들은 칼라 출력기(복사기, 프린터기)에 의해 복사시에는 열에 의해 변색되는 기능이 나타나지 않고, 자외선광 조사시 형광물질이 발광하지 않으므로써 위·변조 여부를 가시적 또는 기기를 통해 쉽게 확인할 수 있다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

<제1공정>

염화아연 20∼30g의 존재하에서 벤조니트릴10∼35g 및 레조르시노올20 ∼30g 의 혼합물을 에테르 용매에 용해시키고 상기 원료를 건조 염화수소 가스에 통과시켜 얻어진 생성물에 물100g을 가하여 가수분해시켜 산화 발색형 벤조페논물질을 제조하였다. 이 때 반응은 하기 반응식 1과 같다.

<제2공정>

P-알킬 페놀수지 20∼30g와 포름알데히드 40∼70g을 혼합하여 페놀수지의 초기 축합물을 만들고, 이것을 송진 20∼40g과 반응시킨 후, 글리세린에서 에스테르화시켜 로진 변성페놀수지를 제조하고, 이를 아마인유에 용해시켜 평·활판용 바니시를 제조하였다.

<제3공정>

제1공정에서 제조된 벤조페논물질 5중량%, 제2공정에서 제조된 평·활판용 바니시 58중량%, 감열변색물질 카멜레온-T 주황 26중량%, 루미룩스 CD 702 4중량%, 지방족 고비점 용제 6.8중량%, 코발트 드라이어 0.2중량%를 혼합하여 3롤밀(3 Roll Mill)로 5∼6회 분산 연육하여 감열변색잉크를 제조하였다. 이와 같이 제조된 잉크의 물성은 하기와 같다.

* 유동도 φ㎝(25℃, 1분): 7.5∼9.0 (*** 유동도 측정은 Toyoseiki사 Spread-ㅇ-meter를 이용하여 항온수조를 연결하고 온도는 25℃에서 인쇄잉크의 흐름을 비교 측정하였다. ***)

* 택크(Tack, 32℃, 50m/분): 4.5∼6.0 (*** 택크 측정은 32℃에서 Tack-o-Scope를 사용하였으며, 잉크량은 잉크 피펫으로 정확하게 0.5cc를 취하여 로라회전속도 50m/min에서 측정하였다. ***)

* 건조시간 : 40∼50시간

<제4공정>

앞에서 제조된 감열변색잉크를 평·활판인쇄방식을 이용하여 유가증권, 신분증, 보안을 목적으로하는 비밀문서 등에 적용한다. 이렇게 얻어진 최종 제품들은 칼라 출력기(복사기, 프린터기)에 의해 복사시에는 열에 의해 변색되는 기능이 나타나지 않고, 자외선광 조사시 형광물질이 발광하지 않으므로써 위·변조 여부를 가시적 또는 기기를 통해 쉽게 확인할 수 있었다.

실시예 2

<제1공정>

염화아연 20∼30g의 존재하에서 벤조니트릴10∼35g 및 레조르시노올20 ∼30g의 혼합물을 에테르 용매에 용해시키고 상기 원료를 건조 염화수소 가스에 통과시켜 얻어진 생성물에 물100g을 가하여 가수분해시켜 산화 발색형 벤조페논물질을 제조하였다. 이 때 반응은 하기 반응식 1과 같다.

[반응식 1]

<제2공정>

<제3공정>

제1공정에서 제조된 벤조페논물질 5중량%, 제2공정에서 제조된 평·활판용 바니시 60중량%, 감열변색물질 카멜레온-T 주황 28중량%, 지방족 고비점 용제 6.8중량%, 코발트 드라이어 0.2중량%를 혼합하여 3롤밀(3 Roll Mill)로 5∼6회 분산 연육하여 감열변색잉크를 제조하였다. 이와 같이 제조된 잉크의 물성은 하기와 같다.

* 유동도 φ㎝(25℃, 1분): 7.5∼9.0 (*** 유동도 측정은 Toyoseiki사 Spread-ㅇ-meter를 이용하여 항온수조를 연결하고 온도는 25℃에서 인쇄잉크의 흐 름을 비교 측정하였다. ***)

* 건조시간 : 40∼50시간

<제4공정>

앞에서 제조된 감열변색잉크를 평·활판인쇄방식을 이용하여 유가증권, 신분증, 보안을 목적으로하는 비밀문서 등에 적용한다. 이렇게 얻어진 최종 제품들은 칼라 출력기(복사기, 프린터기)에 의해 복사시에는 열에 의해 변색되는 기능이 나타나지 않으므로써 위·변조 여부를 가시적으로 쉽게 확인할 수 있었다.

상기 실시예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 감열변색잉크를 적용하면, 위·변조를 위해 칼라 출력기(복사기, 프린터기)를 이용할 경우, 열(40℃)에 의해 변색되는 기능이 나타나지 않고, 자외선광 조사시 형광물질이 발광하지 않으므로서 위·변조 여부를 가시적 또는 기기를 통해 쉽게 확인할 수 있다. 또한 내광성 및 평판인쇄적성을 향상시켜 위·변조 확인이 용이하다.

Claims

감열변색물질 20∼30중량%, 비가시 형광물질 3∼7중량%, 벤조페논물질 5∼10중량%, 바니시 40∼60중량%, 석유계 고비점용제 3∼7중량% 및 건조제 0.2∼1중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 감열 변색 잉크.
감열변색물질 20∼30중량%, 벤조페논물질 5∼10중량%, 바니시 40∼60중량%, 석유계 고비점 용제 3∼7중량% 및 건조제 0.2∼1중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 감열 변색 잉크.
제1항에 있어서, 비가시 형광물질은 루미룩스(LUMILUX) CD 702 및 704로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 감열변색잉크.
제1항 또는 제2항에 있어서, 감열변색물질은 카멜레온-T(Chameleon-T) 검정, 녹색, 보라, 청색, 빨강 및 주황으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 감열변색잉크.
감열변색물질 20∼30중량%, 비가시 형광물질 3∼7중량%, 벤조페논물질 5∼10중량%에, 바니시 40∼60중량%, 석유계 고비점용제 3∼7중량% 및 건조제 0.2∼1중량%를 혼합하여 분산연육하는 것을 포함하는 감열변색잉크의 제조방법.
감열변색물질 20∼30중량%, 벤조페논물질 5∼10중량%에, 바니시 40∼60중량 %, 석유계 고비점 용제 3∼7중량% 및 건조제 0.2∼1중량%를 혼합하여 분산연육하는 것을 포함하는 감열변색잉크의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 기재한 감열변색잉크를 유가증권, 신분증, 보안 등을 목적으로 하는 보안용지에 평·활판 인쇄방식을 이용하여 적용한, 육안이나 자외선 광원하에 식별이 용이한 위·변조 식별용 용지.