KR100954885B1 - The machine readable thread was consist of the piezo electrical film and the security paper was consist of it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기기에 의하여 위·변조 식별이 가능한 기기감지용 압전성 은선, 이의 제조방법 및 상기 기기감지용 압전성 은선을 포함하는 보안용지에 관한 것이다.The present invention relates to a device for detecting a piezoelectric silver wire for detecting and forgery identification by a device, a manufacturing method thereof, and a security paper including the piezoelectric silver wire for detecting the device.
본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선은 압전성을 갖는 고분자 필름층, 상기 고분자 필름층 상하면에 대응되게 형성되고 패턴화되어 상기 고분자 필름층에 패턴화된 분극을 유도하는 금속 패턴층, 및 상기 금속패턴층 상하면에 적층되는 금속패턴 은폐용 금속층을 포함한다.The piezoelectric silver wire for detecting a device according to the present invention includes a polymer film layer having a piezoelectricity, a metal pattern layer formed and patterned to correspond to upper and lower surfaces of the polymer film layer to induce patterned polarization on the polymer film layer, and the metal pattern. It includes a metal pattern concealment metal layer laminated on the upper and lower layers.
본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선은 일반적인 육안식별 기능 또는 형광, 자성 및 전도성 기기감지 특성 기능의 은선 보다 압전성 이라는 새로운 위·변조 방지기능이 강화되며, 롤러, 초음파 센서, 적외선 광원 또는 전압을 가할 수 있는 전극이 장착된 기기에서 위·변조 식별을 보다 안정적이고 신뢰성 있게 수행할 수 있는 장점이 있다. The piezoelectric silver wire for detecting a device according to the present invention is reinforced with a new anti-counterfeiting function called piezoelectricity, rather than a general visual identification function or a silver wire having a fluorescence, magnetic and conductive device sensing characteristic, and may apply a roller, an ultrasonic sensor, an infrared light source, or a voltage. In the device equipped with the electrode, there is an advantage that the forgery and forgery identification can be performed more stably and reliably.
압전성 은선, 위·변조방지, 적외선, 기기감지, 유가증권 Piezoelectric hidden wire, anti-falsification, infrared, device detection, securities
Description
본 발명은 기기에 의하여서만 위·변조 식별이 가능한 기기감지용 압전성 은선 및 이를 포함하는 보안용지에 관한 것으로서, 구체적으로는 압전성을 갖는 고분자 필름층, 상기 고분자 필름층 상하면에 동일 패턴으로 형성되어 상기 고분자 필름층에 패턴화된 분극을 유도하는 금속 패턴층, 및 상기 금속패턴층 상하면에 적층되는 은폐용 금속층을 포함하는 기기감지용 압전성 은선, 이의 제조방법 및 상기 기기방지용 압전성 은선을 포함하는 유가증권 용지 등의 보안 용지에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric silver wire for detecting a device and to a security paper including the same, which can be identified forgery and alteration only by a device. Specifically, the polymer film layer having piezoelectricity is formed in the same pattern on upper and lower surfaces of the polymer film layer. Securities including a piezoelectric silver wire for detecting a device, including a metal pattern layer for inducing patterned polarization on a polymer film layer, and a concealed metal layer stacked on upper and lower surfaces of the polymer film layer, a manufacturing method thereof, and a piezoelectric silver wire for preventing the device. It relates to security paper such as paper.
일반적으로 은행권, 수표, 증권류 등 유가증권 용지 제조 시 종이내부에 위조방지를 위하여 은선을 삽입하는 방법을 사용하고 있다. 현재 은행권 등에 적용되어 있는 은선은 일반인들이 육안으로 진위를 식별할 수 있는 육안 식별용 홀로그램 은선, 형광램프(UV램프)에 의하여 형광 특성을 감지할 수 있는 형광물질이 인쇄된 은선, 자성 센서에 의하여 자성물질을 감지할 수 있는 자성물질이 증착된 은선, 그 리고 전도성 센서에 의하여 금속물질을 감지할 수 있는 금속물질이 증착된 은선은, 이미 시중에 널리 알려져 있고 현행 유가증권에 적용되어 있는 기술로서 여기에 사용된 안료(형광안료, 자성안료) 및 금속물질(알루미늄 등)도 시중에서 손쉽게 구할 수 있어 위·변조가 용이하다는 문제점 등이 있다. In general, when manufacturing securities such as banknotes, checks, and securities, a hidden line is inserted to prevent counterfeit. Currently, the silver wire applied to banknotes is a hologram silver wire for visual identification that allows the general public to identify the truth, and a silver wire and magnetic sensor printed with a fluorescent material that can detect fluorescence characteristics by a fluorescent lamp (UV lamp). The silver wire on which magnetic material can be detected and the silver wire on which metal material can be detected by the conductive sensor are widely known and applied to current securities. Pigments (fluorescent pigments, magnetic pigments) and metal materials (aluminum, etc.) used here are also readily available on the market, and there are problems such as forgery and forgery.
또한 한국 등록특허공보 등록번호 10-0581130은 투명 플라스틱 필름의 일면 또는 양면에 도전성 잉크를 인쇄하는 방법으로 제조되는 기기감지용 은선 및 이를 포함하는 보안용지로서, 이렇게 제조된 기기감지용 은선 및 이를 포함하는 보안용지는 시중에 일반화된 기술로서 기기감지용 은선 관련하여 적은 지식을 가지고 있는 위·변조 범인들이라도 시중에서 쉽게 도전성 잉크를 구입 인쇄하여 은선을 위조할 수 있는 문제점들이 있고, 한국 등록특허공보 등록번호 10-0561289 및 일본 공개특허공보 공개번호 2002266290은 투명 플라스틱 전면에 자성체 물질을 도포하고 자성체 상에 투명수지 코팅 및 금속을 증착하여 제조되는 기기감지용 은선 및 이를 포함하는 보안용지로서, 이렇게 제조된 은선 및 이를 포함하는 용지 또한 시중에서 자성 감지기에 의한 분석으로 쉽게 기기감지 정보를 알 수 있고 분석정보를 바탕으로 시중에서 자성체 물질을 쉽게 구입하여 투명 플라스틱 필름에 자성잉크를 인쇄하여 은선을 위조할 수 있는 문제점들이 있고, 한국 등록특허공보 등록번호 10-0603103은 투명 필름층에 근적외선 흡수잉크를 인쇄하여 적외선 뷰어(View)를 통한 육안으로 식별하는 방법이며 이 또한 시중에 널리 알려진 기술로서 적외선 흡수잉크는 시중에서 판매하는 검정색 안료로서 구현할 수 있고, 시중 잉크젯 프린터기로 구현할 수 있다는 문제점이 있었다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-0581130 is a device for detecting the silver wire produced by a method of printing a conductive ink on one or both sides of the transparent plastic film and a security paper comprising the same, the device for detecting the silver wire produced so Security paper that is a general technology in the market, there is a problem that even forgeries and forgers who have little knowledge regarding device hidden line can easily purchase conductive ink on the market and forge the hidden line. Patent No. 10-0561289 and Japanese Patent Laid-Open No. 2002266290 are silver wires for detecting a device manufactured by coating a magnetic material on a transparent plastic surface and depositing a transparent resin coating and metal on the magnetic material, and a security paper including the same. Hidden lines and paper containing them also analyzed by magnetic sensors on the market There is a problem that can easily know the device detection information and forge the hidden line by printing the magnetic ink on the transparent plastic film by easily purchasing the magnetic material on the market based on the analysis information, and Korea Patent Publication No. 10-0603103 Is a method of visually identifying near-infrared absorbing ink on a transparent film layer and visually identifying it through an infrared viewer. Also, a well-known technique, infrared absorbing ink can be realized as a commercially available black pigment. There was a problem that can be implemented with.
한편, 압전성은 압전 소자에 일정한 방향에서 압력을 가하면 소자 양면에 외력에 비례하는 유전 분극이 발생하여 전기가 생성되는 특성을 말하는데, 이는 피에조 일렉트릭(Piezoelectric)라고도 한다. 반대로 압전 소자에 전기적인 방법으로 유전 분극을 일으키게 하면 힘이 발생하여 변형이 생긴다. 이러한 특성을 이용하여 다양한 분야에 응용할 수 있다. On the other hand, piezoelectricity refers to a characteristic in which when the pressure is applied to a piezoelectric element in a certain direction, dielectric polarization in proportion to an external force is generated on both sides of the device, thereby generating electricity, which is also referred to as piezoelectric. On the contrary, if the piezoelectric element causes dielectric polarization by an electrical method, force is generated and deformation occurs. By using these characteristics, it can be applied to various fields.
상기와 같은 압전성을 갖는 수정, 전기석, 로셸염 등이 일찍부터 압전 소자로서 이용되었으며, 티탄산바륨과 같은 압전 세라믹스도 기계적인 진동 에너지를 전기 에너지로, 전기 에너지를 기계적인 진동 에너지로 상호 변환이 가능하며 변환 효율이 매우 높은 재료이다. 그러나, 이러한 세라믹은 원하는 형상으로 성형하기 위해 소성 공정이 필요하고, 소성 공정 후에는 기계 가공을 하는 것이 일반적이다. 세라믹은 가소성(plasticity)이 거의 없기 때문에 복잡한 형상의 성형품을 얻는 것이 곤란하다. 즉, 성형의 자유도가 부족하다는 단점이 있다. 그에 따라, 성형 공정이 번잡하고 생산성이 떨어지며 성형 비용이 비싼 단점을 동시에 가지고 있다. 특히, 세라믹은 기계적 강도가 약하여 외부 충격에 쉽게 파손되는 문제점도 안고 있다.Crystals, tourmaline, Rochelle salt, etc., which have the above piezoelectricity, have been used as piezoelectric elements since early, and piezoelectric ceramics such as barium titanate can convert mechanical vibration energy into electrical energy and electrical energy into mechanical vibration energy. It is a material with very high conversion efficiency. However, such ceramics require a firing process in order to be molded into a desired shape, and machining is generally performed after the firing process. Since ceramics have little plasticity, it is difficult to obtain molded articles of a complicated shape. That is, there is a disadvantage that the degree of freedom of molding is insufficient. As a result, the molding process is complicated, the productivity is low, and the molding cost is expensive. In particular, ceramics have a weak mechanical strength and also have a problem of being easily damaged by external impact.
한편, 플라스틱과 같은 고분자 재료는 성형성이 우수하여 어떠한 복잡한 형상이라도 아주 정밀하고 저렴하게 제조할 수 있다는 장점을 갖는다. 특히 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluororide; 이하 'PVDF')계열의 고분자 물질은 이차 전지의 전극 성형 등에 널리 적용되고 있는 대표적인 전도성 고분자로서 압전 및 유전 특성을 갖는 고분자이다.On the other hand, polymer materials such as plastics have the advantage of being excellent in formability, so that any complicated shape can be manufactured very precisely and inexpensively. In particular, the polymer material of the polyvinylidene fluororide (hereinafter referred to as 'PVDF')-based polymer is a polymer having piezoelectric and dielectric properties as a representative conductive polymer widely applied to electrode forming of secondary batteries.
그러나, 현재까지 압전 특성을 가지는 고분자 물질을 이용하여 위·변조를 방지하기 위한 기기감지용 압전성 은선을 제조하는 기술은 보고된 바가 없다. 따라서 압전 특성을 이용하는 위·변조 방지 기능을 새롭게 부가하여 유가 증권 용지 등 보안 용지에 대한 위·변조 식별을 보다 신뢰성 있고 안정적으로 구현할 수 있는 기기감지용 압전성 은선의 개발이 요구되고 있다.However, until now, there has not been reported a technique for manufacturing a piezoelectric silver wire for detecting a device for preventing forgery and alteration using a polymer material having piezoelectric properties. Therefore, it is required to develop a piezoelectric silver wire for detecting a device that can more reliably and stably identify forgery and forgery identification of security papers such as securities papers by newly adding counterfeit and forgery prevention functions using piezoelectric properties.
본 발명은 기기감지용 은선의 위·변조 방지 기능 강화를 위하여 현행 시중에서 널리 활용하고 있는 형광요소, 자성요소, 적외선요소, 및 전도성요소 보다 기기감지효과가 우수하여 위·변조 식별을 보다 신뢰성 있고 안정적으로 구현할 수 있는 기기감지용 은선 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is more reliable than the fluorescent element, magnetic element, infrared element, and conductive element which are widely used in the market to strengthen the anti-counterfeiting function of the silver wire for detecting the device. It is an object of the present invention to provide a device-sensing silver wire that can be stably implemented and a method of manufacturing the same.
구체적으로 본 발명은 압전성을 가지는 고분자 물질을 사용하여 특정 패턴화된 압전 특성을 내재하는 기기감지용 압전성 은선 및 이의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.Specifically, an object of the present invention is to provide a piezoelectric silver wire for detecting a device having a specific patterned piezoelectric property using a polymer material having piezoelectricity and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명은 상기 기기감지효과가 우수한 기기감지용 압전성 은선을 포함함으로써 위·변조 방지기능이 보다 향상된 유가증권 용지 등의 보안용지를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to provide a security paper, such as securities paper with improved anti-counterfeiting function by including a piezoelectric silver wire for device detection excellent in the device detection effect.
본 발명자들은 상기 기술적 과제를 해결하기 위해 연구를 거듭한 결과 현재 널리 활용되고 있는 형광요소, 자성요소, 적외선요소, 및 전도성요소 보다 기기감지효과가 우수하고 위·변조가 강화된 기기감지용 압전성 은선 및 이를 포함하는 보안 용지를 발명하게 되었다.The inventors of the present invention have repeatedly studied to solve the above technical problem, the piezoelectric silver wire for detecting the device is better than the fluorescent element, magnetic element, infrared element, and conductive element which are widely used, and the forgery and modulation are enhanced. And a security paper including the same.
본 발명은 압전성을 갖는 고분자 필름층, 상기 고분자 필름층 상하면에 동일 패턴으로 형성되어 상기 고분자 필름층에 패턴화된 분극을 유도하는 금속 패턴층, 및 상기 금속패턴층 상하면에 적층되는 은폐용 금속층을 포함하는 기기감지용 압전성 은선을 제공한다.The present invention provides a polymer film layer having a piezoelectricity, a metal pattern layer formed on the upper and lower surfaces of the polymer film layer to induce patterned polarization on the polymer film layer, and a concealed metal layer stacked on the upper and lower surfaces of the metal pattern layer. It provides a piezoelectric silver wire for detecting the device.
또한 본 발명은 압전성 고분자 필름의 상하면에 동일 패턴의 금속 패턴층을 형성하는 단계, 상기 금속 패턴층을 통해 압전성 고분자 필름에 패터닝된 분극을 유도하는 단계, 및 상기 금속 패턴층 상에 은폐용 금속층을 적층하는 단계를 포함하는 기기감지용 압전성 은선의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention comprises the steps of forming a metal pattern layer of the same pattern on the upper and lower surfaces of the piezoelectric polymer film, inducing polarization patterned on the piezoelectric polymer film through the metal pattern layer, and a concealed metal layer on the metal pattern layer It provides a method for manufacturing a piezoelectric silver wire for detecting the device comprising the step of laminating.
또한 본 발명은 상기 기기감지용 압전성 은선을 포함하는 보안용지를 제공하며, 보다 구체적으로는 상기 기기감지용 압전성 은선을 초지시 습지필 내부에 삽입하거나 부분 노출시켜 기기감지용 압전성 은선이 부여된 유가증권 용지를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a security paper containing the piezoelectric silver wire for detecting the device, more specifically, the oil price to which the piezoelectric silver wire for detecting the device is given by inserting or partially exposing the piezoelectric silver wire for detecting the device in the wet paper filling. Provide securities paper.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다. 또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art. In addition, repeated description of the same technical configuration and operation as in the prior art will be omitted. In the drawings, the lengths, thicknesses, and the like of layers and regions may be exaggerated for convenience.
본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선의 수직 단면 구조를 도 1에 도시하였다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 압전성 은선은 압전성 고분자 필름, 금속 패턴층, 및 금속 패턴층을 은폐하기 위한 금속 증착층으로 이루어진다.1 illustrates a vertical cross-sectional structure of a piezoelectric silver wire for detecting a device according to the present invention. Referring to FIG. 1, the piezoelectric silver wire according to the present invention includes a piezoelectric polymer film, a metal pattern layer, and a metal deposition layer for concealing the metal pattern layer.
본 발명의 기기감지용 압전성 은선 제조에 원료로 사용되는 압전성 물 질(Piezo electricity materials)인 고분자 수지는 PVDF( Poly Vinylidene Fluoride), P(VDF-TrFE)(Poly(vinylidene fluoride - co- Trifluoroethylene)), P(VDF-TeFE)(Poly(vinylidene fluoride - co - Tetrafluoroethylene)) 등이 있고, 압전성 물질은 압력이나 초음파 등의 물리적인 힘을 가하거나 적외선을 조사하였을 때 표면에서 전압(전하)이 발생하며 반대로 전압을 가했을 경우 물리적인 변형을 일으켜 초음파 등을 발생하는 물질로서, 대부분의 일반물질의 결정격자는 도 5의 (a)와 같이 대칭중심을 갖고 있으며 그 대칭성 때문에 압력이나 장력을 가하여도 분극(물질의 분자내에 있는 쌍극자들이 일정한 배향성을 갖게 하는 것)이 이루어지지 않으나 결정격자가 중심 대칭성을 갖지 않는 압전성 물질은 도 5의 (b)와 같이 X축 방향으로 장력을 인가하면 각 θ가 넓어지고 Y축 방향으로 분극이 발생한다. 본 발명에서 사용한 압전성 고분자 수지의 분자구조는 도 6의 (a) PVDF , 도 6의 (b) P(VDF-TrFE), 도 6의 (c) P(VDF-TeFE)와 같이 지그재그(Zigzag) 분자구조를 가지고 있어 압전 특성을 나타낸다.The polymer resin, which is a piezoelectric material (Piezo electricity materials) used as a raw material for the production of piezoelectric silver wire for detecting a device of the present invention, is polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyllidene fluoride (co-trifluoroethylene) (P (VDF-TrFE)) , P (VDF-TeFE) (Poly (vinylidene fluoride-co-tetrafluoroethylene)), and piezoelectric materials generate voltage (charge) on the surface when they are subjected to physical force such as pressure or ultrasonic wave or irradiated with infrared rays. On the contrary, when a voltage is applied, a physical deformation occurs to generate ultrasonic waves, and the crystal lattice of most general materials has a symmetric center as shown in FIG. 5 (a). Piezoelectric material in which the dipoles in the molecule of the material have a constant orientation), but the crystal lattice does not have a central symmetry, as shown in (b) of FIG. Applying a force to the wide angle θ is the polarization occurs in the Y-axis direction. The molecular structure of the piezoelectric polymer resin used in the present invention is as shown in Figure 6 (a) PVDF, Figure 6 (b) P (VDF-TrFE), Figure 6 (c) P (VDF-TeFE) Zigzag (Zigzag) It has a molecular structure and shows piezoelectric properties.
본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선을 제조하기 위하여 첫 번째 단계로서 압전성 고분자 필름시트를 분극장치에서 분극 시 전류가 흐를 수 있도록 하고 또 압전 특성을 패턴(코드)화 하기 위하여 압전성 고분자 필름시트 앞·뒤 전면 상에 금속 패턴층을 형성한다. 금속 패턴층은 도 3에 도시한 바와 같이 바코드 패턴 형태일 수 있다. 금속 패턴층을 형성하는 방법은 통상적인 증착법 또는 인쇄법을 사용할 수 있으며, 전면에 금속을 증착한 후 감광액 도포, 노광 및 현상 공정을 포함하는 통상적인 포토리소그래피 공정, 및 에칭공정을 포함하는 패턴화 공정을 진행할 수도 있고, 패턴화된 마스크를 사용하여 증착 시 패턴 형성이 동시에 이루어지도록 할 수도 있다. 금속 패턴층을 형성하는 금속 물질로는 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 상기 성분을 포함하는 합금을 사용할 수 있다. 상기 증착법으로는 스퍼터링법 또는 이온 플레이팅법을 사용할 수 있다.In order to manufacture the piezoelectric silver wire for detecting a device according to the present invention, the piezoelectric polymer film sheet is used as a first step in order to allow current to flow during polarization in the polarizer and to pattern (code) the piezoelectric properties. A metal pattern layer is formed on the back front surface. The metal pattern layer may be in the form of a barcode pattern as shown in FIG. 3. The method of forming the metal pattern layer may use a conventional vapor deposition method or a printing method, and patterning including a conventional photolithography process including a photoresist coating, exposure and development process after depositing a metal on the front surface, and an etching process. The process may proceed, or a patterned mask may be used to simultaneously perform pattern formation during deposition. As the metal material for forming the metal pattern layer, aluminum, nickel, copper, or an alloy containing the above components may be used. As the vapor deposition method, sputtering or ion plating may be used.
상기 금속 패턴층은 압전성 고분자 필름의 상하면에 동일한 패턴으로 형성하여 대응되는 금속 패턴 사이의 압전성 고분자 필름 영역에 분극(polarization)을 유도할 수 있게 되며, 금속 패턴의 형상에 따라 압전성 고분자 필름 내에 패턴화된 분극이 형성된다. The metal pattern layer may be formed in the same pattern on the upper and lower surfaces of the piezoelectric polymer film to induce polarization in the piezoelectric polymer film regions between the corresponding metal patterns, and may be patterned in the piezoelectric polymer film according to the shape of the metal pattern. Polarization is formed.
두 번째 단계로서 압전성 고분자 필름에 압전성을 부과하기 위하여 분극(Polarization) 공정을 실시한다. 금속패턴 층이 형성된 압전성 고분자 필름을 도 4에 도시한 바와 같은 분극장치의 분극 셀에 넣고 전장(DC 전압)을 가하여 압전성 고분자 필름 중에서 금속 패턴이 형성된 부위에만 압전성을 부여한다.As a second step, a polarization process is performed to impart piezoelectricity to the piezoelectric polymer film. The piezoelectric polymer film on which the metal pattern layer is formed is placed in the polarization cell of the polarization apparatus as shown in FIG. 4, and electric field is applied to the piezoelectric polymer film to impart piezoelectricity only to the portion where the metal pattern is formed in the piezoelectric polymer film.
본 발명에 따른 압전성 고분자 필름은 분자 내에 큰 쌍극자 모멘트를 가지고 있는 물질로서 분극처리를 하기 전에는 도 7의 (a)와 같이 전기 쌍극자들이 불규칙하게 배열되어 있으나, 적정 온도와 높은 직류 전장을 인가하면 쌍극자들이 정전기적인 힘으로 회전하여 도 7의 (b)와 일정한 방향으로 배향된다. 그리고 전압을 인가한 상태 그대로 서서히 냉각하면 쌍극자 배향에 의한 분극이 유지된 채로 표면 전하를 띄게 된다. 패턴(코드)화된 형태로 금속층이 형성된 압전성 고분자 필름을 도 4의 분극장치의 분극 셀에 넣고 전장(DC 전압)을 걸어 주었으며 이때 전압의 세기는 압전성 고분자 필름 두께(t)에 비례하고 압전성 고분자 필름이 두꺼울수록 고 전압을 걸어 주어야 하며 이때 방전현상을 방지하기 위하여 압전성 고분자 필름과 전극사이에 오일을 사용할 수 있으며, 분극 공정후 오일은 압전성 필름의 계면특성으로 인하여 잔류량은 미미하며, 약간의 잔류오일은 세 번쩨 단계인 패턴화된 금속 증착층을 은폐하기 위한 공정인 스퍼터링, 또는 이온플레이팅의 전처리 공정에서 제거된다.The piezoelectric polymer film according to the present invention is a material having a large dipole moment in the molecule, and before the polarization treatment, the electric dipoles are irregularly arranged as shown in FIG. 7A, but when a proper temperature and a high DC electric field are applied, the dipole Are rotated by an electrostatic force and are oriented in a constant direction with FIG. Then, if the voltage is gradually cooled as it is, the surface charge is maintained while the polarization due to the dipole orientation is maintained. A piezoelectric polymer film having a metal layer formed in a pattern (coded) form was placed in the polarization cell of the polarization device of FIG. 4 and subjected to a full length (DC voltage). The intensity of the voltage was proportional to the thickness of the piezoelectric polymer film (t) and the piezoelectric polymer film The thicker this is, the higher the voltage should be applied. At this time, oil can be used between the piezoelectric polymer film and the electrode in order to prevent the discharge phenomenon.After the polarization process, the oil is insignificant due to the interfacial properties of the piezoelectric film and has a little residual oil. Silver is removed in the pretreatment process of sputtering or ion plating, which is a process for concealing the third patterned metal deposition layer.
세 번째 단계로서 압전 특성이 부과되고 바코드 형태로 패턴(코드)화된 금속 증착층 부위를 은폐하기 위하여 첫 번째 단계에서와 같은 색상의 은폐용 금속층을 금속 패턴층이 형성된 압전성 고분자 필름의 상하 전면에 증착하여 금속 패턴을 은폐하는 공정을 진행한다. As a third step, in order to conceal the portion of the metal deposition layer in which the piezoelectric properties are imposed and patterned in the form of a barcode, a concealing metal layer of the same color as in the first step is deposited on the upper and lower surfaces of the piezoelectric polymer film on which the metal pattern layer is formed. To cover the metal pattern.
상기의 단계를 거쳐 기기감지용 압전성 은선 시트를 제조하고 이를 0.5 내지 5mm의 폭으로 단재하여, 보안용지에 적용할 기기감지용 압전성 은선을 제조한다. 은선의 폭이 5mm를 초과하면 종이 제조가 어려워지고 삽입된 은선으로 인해 인쇄 등 다른 문제점을 야기시키게 되고 폭이 0.5mm 미만인 경우에는 기기감지 특성이 저하될 수 있으므로 상기 범위로 단재하는 것이 바람직하다. 제조된 은선의 두께는 상기 은선이 삽입될 보안용지의 통상적인 두께를 고려하여 25∼40 ㎛의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 의해 제조된 은선을 사용하여 보안용지를 제조하는 방법은 용지의 제조 공정 중 초지시 습지필 내부에 삽입하거나 부분 노출시키는 방법을 사용할 수 있다. 상기 보안용지로는 은행권, 수표, 증권류 등의 유가증권 용지를 들 수 있다.Through the above steps to produce a piezoelectric silver wire sheet for detecting the device and cut it to a width of 0.5 to 5mm, to produce a piezoelectric silver wire for detecting the device to be applied to the security paper. If the width of the hidden line is more than 5mm, it is difficult to manufacture the paper, causing other problems such as printing due to the inserted hidden line, and if the width is less than 0.5mm, it is preferable to cut it in the above range because the device sensing characteristics may be degraded. The thickness of the produced silver wire is preferably in the range of 25 to 40 ㎛ in consideration of the conventional thickness of the security paper to be inserted. The method for manufacturing the security paper using the silver wire produced by the present invention may use a method of inserting or partially exposing the inside of the wet paper sheet during the paper manufacturing process. The security paper may be securities such as banknotes, checks, and securities.
도 2는 본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선의 압전 특성을 나타내는 도 면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 외부로부터 압력 또는 전압이 인가되면 압전성 은선 내부의 압전성 고분자 필름으로부터 전압 또는 초음파가 발생하게 된다. 본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선 내에 도입된 압전성 고분자 필름에 의한 전압 또는 초음파 발생과정을 도 8 및 도 9에 도시하였다. 도 8의 (a), (b)와 같이 압전성 고분자 필름에 외부에서 기계적인 응력(압력)을 가하여 이온간의 거리를 변화시키면 분극 치에서 변화가 생기고 결정표면에서 전압(전하)이 발생한다. 또한 도 9의 (a), (b)와 같이 외부에서 전계를 인가하면 높아진 정전 에너지를 낮게 하고 낮아진 정전 에너지를 높게 하여 이온이 변위하면 격자 간격이 변하여 진동이 일어나 초음파가 발생한다.2 is a view showing the piezoelectric properties of the piezoelectric silver wire for detecting the device according to the present invention. As shown in FIG. 2, when pressure or voltage is applied from the outside, voltage or ultrasonic waves are generated from the piezoelectric polymer film inside the piezoelectric silver wire. 8 and 9 illustrate a process of generating voltage or ultrasonic waves by the piezoelectric polymer film introduced into the piezoelectric silver wire for detecting a device according to the present invention. As shown in FIGS. 8A and 8B, when a mechanical stress (pressure) is externally applied to the piezoelectric polymer film to change the distance between ions, a change occurs in the polarization value and a voltage (charge) is generated at the crystal surface. In addition, as shown in FIGS. 9A and 9B, when an electric field is applied from the outside, an increased electrostatic energy is lowered, and a lowered electrostatic energy is increased, and when ions are displaced, the lattice spacing is changed to generate an ultrasonic wave.
따라서 본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선이 포함된 보안 용지는 롤러 또는 초음파 센서 또는 적외선 광원 또는 전압을 가할 수 있는 전극이 장착된 기기에서 위·변조 식별을 보다 안정적이고 신뢰성 있게 수행할 수 있다.Therefore, the security paper including the piezoelectric silver wire for detecting the device according to the present invention can perform forgery and forgery identification more stably and reliably in a device equipped with a roller or an ultrasonic sensor or an infrared light source or an electrode capable of applying voltage.
상술한 바와 같이 본 발명은 은선에 기기감지용 위·변조 방지 기능성을 부과하기 위하여 바코드 형태의 금속 패턴층을 형성한 후, 분극장치에서 금속 패턴 사이의 압전성 고분자 필름 영역에만 분극을 유도하여 패턴화된 압전 기능성을 부과하고, 다시 바코드 형태 금속 패턴층을 은폐하기 위한 은폐용 금속층을 중첩 증착함으로써 은선의 위·변조 방지 기능이 강화되었다. 본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선은 압력이나 초음파 등의 물리적인 힘을 가하거나 또는 적외선 광원을 조사 시 은선 표면에서 전압(전하)이 발생하며, 반대로 전압을 가했을 경우 물리적인 변형을 일으켜 은선 표면에서 초음파를 발생하는 새로운 기능성인 압전 특성이 있으므로, 이러한 기기감지용 압전성 은선이 포함되어 있는 유가증권을 압력을 가할 수 있는 롤러 또는 초음파 센서 또는 적외선 광원 또는 전압을 가할 수 있는 전극이 장착된 기기에서 감지하여 위·변조 식별을 보다 안정적이고 신뢰성 있게 수행할 수 있으며, 일반인 또는 전문적인 기술을 소지한 사람들에 의하여서도 은선의 위·변조를 방지할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the present invention forms a metal pattern layer in the form of a barcode in order to impart anti-modulation functionality for detecting a device on a silver wire, and then patterning the polarization device by inducing polarization only in the piezoelectric polymer film region between the metal patterns. The imposition of the piezoelectric functionality, and the overlapping deposition of the concealed metal layer for concealing the barcode-type metal pattern layer, further strengthened the anti-fake and alteration function of the silver wire. The piezoelectric silver wire for detecting a device according to the present invention generates a voltage (charge) on the surface of the hidden wire when applying a physical force such as pressure or ultrasonic waves or irradiating an infrared light source. In the device equipped with a roller or an ultrasonic sensor or an infrared light source, or an electrode capable of applying voltage, which can pressurize securities containing piezoelectric hidden wires for detecting the device, because there is a new function of generating piezoelectric ultrasonic waves. Detection and forgery and forgery identification can be performed more stably and reliably, and there is an advantage that the forgery and forgery of the hidden line can be prevented even by the general public or those possessing professional skills.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 단, 하기 실시 예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예]EXAMPLE
제 1 공정1st process
본 발명에 사용된, 압전성 물질은 두께가 12 ㎛인 PVDF 필름시트(상품명 AMP-2400 : 미국 AMP사 제조)이며, PVDF 필름시트가 분극장치에서 분극 시 전류가 흐를 수 있고, 또한 압전 특성을 패턴(코드)화 하기위하여 압전성 PVDF 필름시트 앞·뒤 전면 상에 스퍼터링(Sputtering) 증착 방법으로 PVDF 필름시트 앞·뒤 전면 상에 알루미늄 금속 또는 니켈 금속층을 두께 2.5 ㎛로 증착한 후, 도 3과 같은 바코드 패턴(금속 증착층 폭 2~10mm, 금속 비증착층 폭 2~3mm 범위 내인 바코드를 상 호 조합한 바코드)이 나타나도록 알루미늄 금속이 증착된 PVDF 필름시트 앞·뒤 전면을 디메탈레이징(Demetallization)하였다, 상기 디메탈레이징 공정은 우선 감광액(일본 JUNSEI 케미칼사, 상품명 'TPR201)을 알루미늄 금속이 증착된 압전성 필름 상· 하에 감광액 도포장치로 도포한 후, 감광액 도포 검사 장치로 감광액 도포유무를 확인하고, 알루미늄 금속이 증착된 압전성 필름 위에 도 3와 같은 형태의 바코드 필름 사진을 올려놓고 노광장치로 노광한 후 현상하여, 바코드 형태의 감광층 패턴을 형성한 후, 감광층이 존재하지 않은 영역을 에칭 용액(미국 TRANSENE 사, 상품명 Al ETCH TYPE D)으로 처리하여 압전성 필름에 대한 패턴화된 금속층을 형성하고, 감광층 패턴을 박리액으로 제거하여 금속 패턴층을 완성하였다.The piezoelectric material used in the present invention is a PVDF film sheet having a thickness of 12 μm (trade name AMP-2400: manufactured by AMP, USA), and the PVDF film sheet may flow current when polarizing in a polarizer, and also pattern piezoelectric characteristics. After the deposition of an aluminum metal or nickel metal layer with a thickness of 2.5 μm on the front and back of the PVDF film sheet by the sputtering deposition method on the front and rear surfaces of the piezoelectric PVDF film sheet to form (code), as shown in FIG. 3. Demetallizing the front and back of the PVDF film sheet on which aluminum metal is deposited so that a barcode pattern (barcodes with a combination of barcodes within a range of 2 to 10 mm of metal deposition layer and a width of 2 to 3 mm of metal deposition layer) appears. In the demetallizing process, a photoresist (JUNSEI Chemical Co., Ltd., trade name 'TPR201) was first applied with a photoresist coating device on and under a piezoelectric film on which aluminum metal was deposited, and then a photoresist coating test was performed. After confirming the application of the photoresist with a device, and placing a photograph of a bar code film as shown in FIG. 3 on the piezoelectric film on which aluminum metal was deposited, and then exposing with an exposure apparatus, developing a photosensitive layer pattern in the form of a bar code, and then The region without the layer was treated with an etching solution (trade name Al ETCH TYPE D, TRANSENE, USA) to form a patterned metal layer for the piezoelectric film, and the photosensitive layer pattern was removed with a stripping solution to complete the metal pattern layer. .
제 2 공정2nd process
제1 공정에서 알루미늄 금속 증착층이 바코드 형태로 증착된 PVDF 필름시트 를 분극 시키기 위하여, 알루미늄 금속 증착층이 바코드 형태로 증착된 PVDF 필름시트를 도 4와 같은 분극장치의 분극 셀에 넣고, 분극장치의 절연용액의 온도는 40 ~ 50℃ 범위로 유지하면서 전장(DC 전압)을 1.1 ~ 2.0 kV 범위로 4분 동안 부과하고 상온에서 냉각하여 분극공정을 실시하였다. 이와 같은 분극공정을 마친 알루미늄 금속 증착층이 바코드 형태로 증착된 PVDF 필름시트는, 전 필름시트 중에서 바코드 형태의 알루미늄 금속 증착층 부분만 분극이 일어나 도 7의 (b)에서와 같이 쌍극자들이 일정한 방향으로 배향되어 표면 전하를 띄게 되고 압전성 특성이 부여된다.In order to polarize the PVDF film sheet in which the aluminum metal deposition layer is deposited in barcode form in the first process, the PVDF film sheet in which the aluminum metal deposition layer is deposited in barcode form is placed in the polarization cell of the polarization apparatus as shown in FIG. While maintaining the temperature of the insulating solution in the range 40 ~ 50 ℃ charged electric field (DC voltage) in the range 1.1 ~ 2.0 kV for 4 minutes and cooled at room temperature to perform the polarization process. In the PVDF film sheet in which the aluminum metal deposition layer which has completed such a polarization process is deposited in the form of a barcode, only the portion of the aluminum metal deposition layer in the form of a barcode is polarized among all the film sheets, so that the dipoles are fixed in a direction as shown in FIG. Oriented to give a surface charge and impart piezoelectric properties.
제 3 공정3rd process
제 2 공정에서 제조한, 알루미늄 금속 증착층이 바코드 형태로 증착된 PVDF 압전성 필름시트에 위조방지 기능을 강화하기 위하여 제2 공정에서 사용한 알루미늄 금속 증착층과 같은 색상을 가진 알루미늄 금속을 스퍼터링(Sputtering) 방법 으로, 금속층이 바코드 형태로 증착된 PVDF 압전성 필름시트 앞·뒤 전면 상에 두께 1.5㎛로 증착하여, 압전 특성이 부여된 바코드 금속 증착층 부위를 은폐하여 이를 육안으로 구분하기 어렵게 하고 기기에 의하여서만 은선을 감지할 수 있는 기기감지용 압전성 은선 시트를 제조하였다.Sputtering the aluminum metal with the same color as the aluminum metal deposition layer used in the second process to enhance the anti-counterfeiting function on the PVDF piezoelectric film sheet having the aluminum metal deposition layer prepared in the second process in the form of a barcode. By the method, the metal layer was deposited with a thickness of 1.5 μm on the front and rear surfaces of the PVDF piezoelectric film sheet deposited in the form of a barcode, thereby concealing the barcode metal deposition layer portion with the piezoelectric properties and making it difficult to visually distinguish it. A piezoelectric silver wire sheet for detecting a device capable of detecting hidden lines only was manufactured.
제 4 공정4th process
제 3 공정에서 제조한 기기감지용 압전성 은선 시트를 폭 2mm로 단재하여 은선을 제조하였다. 제조된 은선을 유가증권 용지 제조할 때 환망 초지기에서 통상의 은선 투입방법으로 투입하여 은선이 완전 은폐되는 은폐형 유가증권 용지를 제조하였고 또는 유가증권 용지를 제조할 때 환망 초지기에서 통상의 부분노출 은선 투입방법으로 투입하여 은선이 부분적으로 노출되는 부분 노출형 유가증권 용지를 제조하였다.The piezoelectric silver wire sheet for device sensing prepared in the third step was cut to a width of 2 mm to prepare a silver wire. When manufacturing the securities paper, the concealed securities paper which completely concealed the concealed wire was input by inputting by the usual silver wire input method in the papermaking paper machine, or when the securities paper is manufactured, the conventional partially exposed silver wire in the papermaking paper machine. Partial exposure type securities paper with partial exposure of silver wire was prepared by input method.
상기 공정으로 본 발명에서 개발한 도 1의 기기감지용 압전성 은선은, 은선에 압력이나 초음파 등의 물리적인 힘을 가하거나 또는 적외선을 조사함으로써 은선으로부터 전압이 발생하고 또한 은선에 전압을 가함으로써 초음파가 발생하는 기능성을 부과할 수 있어, 일반인 또는 전문적인 기술을 소지한 사람들에 의하여서도 은선의 위·변조를 방지할 수 있고, 롤러 또는 초음파 센서 또는 적외선 광원 또는 전압을 가할 수 있는 전극이 장착된 기기에서 위·변조식별을 보다 안정적이고 신 뢰성 있게 수행할 수 있다.The piezoelectric silver wire for detecting a device of FIG. 1 developed in the present invention by the above process generates a voltage from the silver wire by applying a physical force such as pressure or ultrasonic wave to the silver wire or by irradiating infrared rays, and also by applying a voltage to the silver wire. Can impose the functionality that occurs, and can prevent the forgery and alteration of hidden lines even by the general public or those with professional skills, and equipped with a roller or ultrasonic sensor or an infrared light source or an electrode capable of applying voltage. Forgery and forgery identification can be performed more stably and reliably on the equipment.
또한 하기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에서 개발한 기기감지용 압전성 은선은 종래의 형광물질, 자성물질, 또는 전도성 물질이 증착된 은선 및 이를 포함하는 용지보다, 압전특성(전압 발생 특성, 초음파 발생 특성) 이라는 새로운 기능성 있고 그 특성 또한 매우 우수하였다.In addition, as shown in Table 1, the piezoelectric silver wire for detecting the device developed in the present invention has a piezoelectric characteristic (voltage generation characteristic, ultrasonic generation) than a silver wire and a paper containing the same, which are deposited with a conventional fluorescent material, magnetic material, or conductive material. Characteristic), and it is very excellent.
[표 1]TABLE 1
도 1은 본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the structure of a piezoelectric silver wire for detecting a device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 기기감지용 압전성 은선의 압전 특성을 나타내는 도면이다.2 is a view showing the piezoelectric characteristics of the piezoelectric silver wire for device detection according to the present invention.
도 3은 기기감지용 압전성 은선 금속 패턴층의 바코드 패턴 구조를 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing a barcode pattern structure of a piezoelectric silver wire metal pattern layer for device detection.
도 4는 본 발명에 따른 분극 장치 개요도이다.4 is a schematic diagram of a polarizer according to the present invention.
도 5는 압력 또는 장력에 따른 분극 현상을 나타낸 것으로 (a)는 일반 물질, (b)는 압전성 물질에 대한 것이다.Figure 5 shows the polarization phenomenon according to the pressure or tension, (a) is a general material, (b) is a piezoelectric material.
도 6은 압전성 고분자 수지의 분자구조를 나타낸 것으로 (a)는 PVDF, (b)는 P(VDF-TrFE), (c)는 P(VDF-TeFE)의 구조이다.Figure 6 shows the molecular structure of the piezoelectric polymer resin (a) is PVDF, (b) is P (VDF-TrFE), (c) is the structure of P (VDF-TeFE).
도 7은 분극 전(a)과 분극 후(b) 압전성 필름 내 쌍극자 모멘트의 변화를 도시한 것이다.FIG. 7 shows the change in dipole moment in the piezoelectric film before (a) and after (b) polarization.
도 8은 본 발명에 따른 압전성 PVDF 필름의 전압 및 초음파 발생과정을 도시한 것이다.8 illustrates a voltage and ultrasonic wave generation process of the piezoelectric PVDF film according to the present invention.
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