KR20100088616A - 향상된 보안 요소 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보안 기판상에서나 또는 보안 서류내에서 이용되는 보안 서류의 향상에 관한 것이다. 특히 본 발명은 공중의 인식 특징부를 가지는 보안 요소들에 관한 것이다. 보안 요소는 적어도 하나의 광 투과 캐리어 기판, 투과광에서 볼 수 있는 표시부를 한정하는 실질적인 금속-결여 영역들을 가진 제 1 금속 층, 반사광에서 볼 수 있는 다른 표시부를 제공하는 부분적인 제 1 광 산란 층을 포함한다. 제 1 광 산란 층은 제 1 금속 층에 있는 금속 결여 영역들과 겹친다.

Description

향상된 보안 요소{Improvement in security elements}
본 발명은 보안 기판상에서 또는 보안 기판내에서 이용되는 보안 요소들의 향상에 관한 것이다. 특히 본 발명은 공중의(public) 인식 특징부를 가지는 보안 요소들에 관한 것이다.
지폐, 여권, 인증서 및 다른 보안 서류들에서, 보안 쓰레드(security thread) 또는 보안 스트립들과 같은 보안 요소들을 이용하는 것이 널리 알려져 있다. 이들 보안 요소들은 종이 또는 플라스틱 기판내에 부분적으로 또는 전체적으로 매립되고, 보안 서류를 투과광 또는 반사광에서 관찰하는지의 여부에 따라서 전체적으로 상이한 관찰 조건을 제공한다.
유럽 특허 EP-A-319157 에서, 예를 들면 알루미늄과 같은 연속적인 반사성 금속 층이 제공된 투명한 플라스틱 필름으로부터 제조된 보안 요소가 설명되는데, 이것은 필름상에 진공 증착된다. 금속 층은 표시부를 형성하는 명확한 금속 제거 영역들을 제공하도록 부분적으로 금속 제거된다. 종이 기판내에 전체적으로 매립되었을 때, 보안 요소는 반사광에서 거의 볼 수 없다. 그러나, 투과광에서 보았을 때, 표시부는 보안 요소의 금속화된 영역의 어두운 배경 및 종이의 근접한 영역들에 대하여 명확하게 강조되어 보일 수 있다. 그러한 요소들은 종이 기판의 적어도 하나의 표면에 반복적인 윈도우들이 제공된 보안 서류에서 이용될 수 있으며, 윈도우에 보안 요소가 노출된다. 이러한 유형의 보안 서류는 투과광에서 보았을 때, 표시부가 강조되면서 어두운 선으로서 보일 것이다. 윈도우가 있는 측에서 반사광으로 보면, 밝게 빛나는 알루미늄 부분들이 윈도우에서 용이하게 볼 수 있다. 이러한 보안 요소는 시장에서 특히 성공적이었으며 Cleartext (등록 상표)라는 상표명으로 공급된다.
수년 동안 지폐 발행 당국은 Cleartext (등록 상표)의 공중 인식 특성을 기계로 판독 가능한 숨겨진 특성과 결합하는데 관심을 가졌다. 이를 위해서 지폐 발행 당국에서 이미 이용되는 검출기를 이용하여 읽을 수 있는 기계 판독 가능 특징들을 이용하는 것이 바람직스럽다. 그러한 기계 판독 가능 장치들의 예는 국제 출원 공개 WO-A-92/11142 및 유럽 출원 EP-A-773872 에 설명되어 있다.
국제 출원 공개 WO-A-92/11142 에 개시된 보안 소자는 이러한 조합을 제공하려는 시도이다. 이러한 상세 내용에 부합하는 보안 소자는 어느 정도 상업적으로 이용되는데 성공하였다. 보안 소자의 중심 영역은 캐릭터를 형성하는 명확한 영역들을 구비한 금속성의 외관을 가진다; 폭 방향에서 그 중앙 스트립의 양 측에는, 필요한 자성의 성분을 제공하는 어두운 코팅을 가진 자성 물질의 층이 있다. 그러나, 이것은 Cleartext (등록 상표)의 외관을 필요한 자성 특성과 조합시키는 수단을 달성하는데 전체적으로 충분하지 않은 것이다. 자성의 특성은 만족스럽지만, 중앙 영역의 양측에 자성의 층을 배치하여야 하는 요건은 중앙 영역이 보안 요소의 전체 폭에 대하여 상대적으로 좁아야 하고 결과적으로 캐릭터들이 통상적으로 0.7 mm 높이로써 작게 되는 것을 의미하며, 따라서 쉽게 읽을 수 없다. 추가적으로, 국제 출원 공개 WO-A-92/11142 에 설명된 소자들의 구조는 매우 복잡하고 다양한 층들을 증착시키는데 있어서 실질적인 측방향의 정합 문제를 나타낸다; 심지어는 0.25 mm 정도의 부정합(mis-registration)도 어두운 자성 산화물의 존재가 육안에 명확하게 보이도록 허용하며, 따라서 그것의 존재를 드러내고 보안 요소의 미학적 외관을 심하게 훼손시킨다.
공정화 가능성(processibility), 캐릭터 인식의 용이성 및 미학적 관점으로부터 보다 만족스러운 해법은 유럽 출원 EP-A-0319157 에 설명된 종류의 소자를 자체가 자성이 있는 금속으로부터 제조하는 것이다. 따라서 캐릭터의 크기 및, Cleartext (등록 상표) 제품의 캐릭터 높이:넓이의 비율은 Cleartext (등록 상표) 특징부가 보이는 장점으로까지 최대화될 수 있으며, 현존하는 자기 검출기와 직접적으로 양립할 수 있다.
상기의 것을 달성하는 한가지 수단은 1991 년 3 월의 조사 개시물(Reseach Disclosure) No. 323 에 개시되어 있다. 이러한 조사 개시물에서, 자성 물질은 진공 스퍼터링 또는 다른 공지의 기술에 의해 유연성 기판상으로 증착된다; 비금속의 영역들은 레지스트 층의 선택적인 인쇄 및 차후의 화학적 에칭에 의해 만들어진다. 개시된 자성 물질들은 니켈, 코발트, 철 또는 코발트:니켈의 바람직한 조합이 85:15% 의 범위인 이들의 합금들이다. 이러한 방법의 단점은 코발트:니켈을 필요한 두께로 진공 증착시키는 것이 상대적으로 느린 과정이고, 값비싼 물질인 코발트를 다소 낭비한다는 점이다. 더욱이, 이러한 진공 증착 과정 이후에, 캐릭터들을 에칭하는데 다른 중요한 과정이 필요하다. 따라서 결과적인 제품은 상대적으로 비싸다.
다른 대안의 접근 방식은 유럽 출원 EP-A-773872 에 개시되어 있으며, 여기에서는 자성 금속을 포함하는 용액을 통해 기판이 통과할 때 자성 금속이 폴리머 기판의 필름상에 증착된다. 예비적인 프라이밍 시드 인쇄 작용(priming seed print operation)은 자성 금속이 선택된 패턴으로 기판상에 증착되는 것을 보장함으로써, 보안 제품이 제작되었을 때, 보안 요소상의 자성 금속은 특정의 패턴을 가지고, 시각으로 분간될 수 있는 보안 특징부 및 자기적으로 검출 가능한 보안 특징부를 제공한다. 이러한 방법은 만족스럽게 시각적이고 기계 판독 가능한 특성을 가진 보안 요소를 만든다. 그러나, 제조는 간단하지 않고 비싸다.
다른 접근 방법은 국제 출원 공개 WO-A-9928852 에 개시되어 있다. 여기에서 보안 소자는 캐리어 기판(carrier substrate), 캐리어 기판상에 배치된 금속 층 및, 금속 층의 적어도 일부와 실질적으로 정합된 금속 층상에 배치된 자성 층을 포함하며, 그에 의해서 금속 보안 특징부 및 자성 보안 특징부들을 제공한다. 금속 층 및 자성 층은 또한 캐리어 기판상에 그래픽 또는 시각적으로 식별 가능한 표시부를 형성하여 시각적인 보안 특징부를 제공한다. 일 방법에 따르면, 금속 층은 캐리어 기판에 적용되고, 자성 층은 금속 층에 적용되고, 그 층들이 에칭되어 그래픽 표시부를 형성한다. 일 구현예에서 자성 층은 그래픽 표시부의 형태로 금속 층상에 인쇄된 자성의 화학적 레지스트(resist)를 포함할 수 있다. 이러한 방법은 수용 가능한 시각적 특징부 및 자성 특징부를 가진 보안 요소를 만들지만, 공정 및 제조와 관련하여 비용이 많이 든다. 이것은 또한 보안 요소들 및 종이내의 요소들에 대한 칼러의 엉킴이 있어서 항상 만족스러울 수는 없다.
다른 대안의 해법은 국제 출원 공개 A-03091952 및 WO-A-03091953 에 설명되어 있다. 여기에서, 복수개의 불투명 영역 및 투명 영역들로부터 형성된 표시부를 유지하는 투명 폴리머 캐리어 층을 포함하는 보안 요소는, 일정한 크기의 자성 물질 입자들의 분포를 포함하는 맑은 투명 자성 층으로 코팅되고, 자성 층이 맑고 투명하게 유지되는 농도로 분포된다. 그러한 국제 출원 공개 WO-A-03091952 및 WO-A-03091953 에 부합되는 보안 요소들의 한가지 문제점이 식별되었다. 보안 요소가 종이 안에 매립될 때, 보안 요소의 후면이 어두운 선으로 나타나는 것이 밝혀졌다. 이것은 매립되었을 때 반사광에서 거의 보이지 않는 다른 종래 기술의 보안 요소들과는 대조적인 것이다. 이러한 어두운 외관은 광의 확산을 훨씬 큰 범위로 일으키는 자성 물질로부터 초래된 것으로 생각되며, 그러한 확산광은 어두운 외관을 발생시킨다. 1.6 mm 보다 작은 폭을 가진 보안 요소들에 대해서는 그러한 것의 중요성이 제한적인 반면에, 2 mm 또는 그 이상의 폭을 가지는 넓은 보안 요소들에 대해서는 중요성이 커진다.
따라서 국제 출원 공개 WO-A-03091952 및 WO-A-03091953 에 설명된 것의 자성 및 투과 특성을 가지지만 종이 안에 매립되었을 때 눈에 거슬리는 어두운 선의 외관을 나타내지 않는 보안 요소를 제조하는 것이 소망스럽다. 이제 어두운 외관은 사실상 매우 유리한 보안상의 장점을 제공할 수 있다는 점이 인식되었다. 이러한 발견에 뒤이은 연구 활동은 이전에 달성될 수 없었던 추가적인 반사 관찰 조건을 가지는 새로운 등급의 보안 요소의 개발로 이어졌다. 특정한 특성을 가지는 물질을 선택함으로써 청구항에 기재된 발명의 특징들을 가진 자성 보안 요소 또는 비자성 보안 요소들을 생산할 수 있다는 점이 밝혀졌다.
따라서 본 발명은 기판내에 전체적으로 또는 부분적으로 매립되기에 적절한 보안 요소를 제공하며, 그 보안 요소들은 기판의 양쪽 측면으로부터 반사광에서 볼 수 있는 적어도 2 개 세트의 정보를 가진다.
따라서 본 발명은, 적어도 하나의 광 투과 캐리어 기판, 투과 광에서 볼 수 있는 표시부를 한정하는 실질적인 금속-결여 영역들을 가진 제 1 금속 층, 반사광에서 볼 수 있는 다른 표시부를 제공하는 부분적인 제 1 광 산란 층을 구비하는 보안 요소를 포함하고, 제 1 광 산란 층은 제 1 금속 층에 있는 실질적인 금속-결여 영역들과 겹친다.
본 발명에서는 보안 요소의 특징부를 육안으로 식별할 수 있을 뿐만 아니라 기계로도 판독할 수 있는, 종래 기술의 문제점이 해결된 보안 요소 및 그것을 포함하는 보안 서류등이 제공된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 일 예를 들어 설명될 것이다.
도 1 은 종래 기술에 따른 부분적으로 금속화된 Cleartext (등록 상표) 보안 요소의 평면도이다.
도 2a 는 본 발명에 따른 보안 요소의 평면도이다.
도 2b 는 종이 기판내에 매립된 도 2a 의 보안 요소의 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 다른 보안 요소의 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 대안의 구현예의 단면도이다.
도 5 내지 도 11 은 본 발명의 다른 대안의 구현예들의 평면도이다.
도 12 내지 도 14 는 본 발명의 다른 구현예들의 단면도이다.
도 1 은 종래 기술의 Cleartext (등록 상표) 보안 요소(10)의 예를 도시한다. 보안 요소(10)는 물이 스며들 수 없는 광 투과성 플라스틱 캐리어 기판(11)을 포함하고, 그 위로 얇은 불투명 알루미늄 금속층(12)이 증착된다. 금속층(12)은 다음에 금속 제거 공정에 의해서 부분적으로 제거되는데, 예를 들면 직접 에칭 및 레지스트(resist)와 에칭에 의해서 부분적으로 제거되어, 금속이 없거나, 또는 실질적으로 금속이 없는 영역(13)을 남긴다. 네가티브 표시부(negative indicia)를 가지는 그러한 보안 요소(10)는 유럽 출원 EP-A-319157 에 상세하게 설명되어 있으며, 적절한 금속 제거 기술은 유럽 출원 EP-A-330733 및 미국 출원 US-A-4652015 에 설명되어 있다. 금속성의 네가티브 표시부가 도전성 또는 비도전성 금속-효과 잉크들을 이용하여 제공될 수 있다는 점이 제안되었다. 그것이 가능하지만, 그럼에도 불구하고 특히 안정적이거나 소망스러운 것으로 간주되지 않는다. 본 발명의 목적을 위해서, 인쇄된 금속 효과의 층들을 이용하는 것이 가능한 것으로 인정될지라도, 진공 금속화되고, 금속 제거된 층의 이용이 바람직스럽다. 영역(13)들에 금속이 없는 것이 바람직스럽지만, 표시부가 여전히 보일 수 있도록 충분한 광을 투과시키는 매우 얇은 층의 금속을 남기는 것이 가능하다.
본 발명의 보안 요소(10)에 의해 제공되는 보안 특징은 다음의 3 가지 요소들을 가진다: 제 1 표시부를 한정하는 고반사 층, 다른 표시부를 형성하는 제 1 의 부분적인 광 산란층 및, 다른 광 산란층이다. 고반사 층이 바람직스럽게는 위에서 설명된 보안 요소(10)의 금속 층(12)에 의해 제공되며, 추가적인 층들은 아래에 설명될 것이다.
도 2a 는 본 발명의 제 1 구현예에 대한 평면도로서, 도 1 에 도시되고 유럽 출원 EP-A-319157 에 설명된 유형인 보안 요소(10)는 제 1 의 부분적인 광 산란층(14)이 제공된 캐리어 층(11)을 포함하는데, 상기 제 1 의 부분적인 광 산란층은 예를 들어 단순한 기하학적 패턴으로서 국부화된 영역내에 존재한다. 도 2 는 부분적인 광 산란층 및, 금속이 없는 영역(13)들에 의해 형성된 금속 제거 디자인과의 관계가 보일 수 있도록 도시된 것이다.
보안 요소(10)는, 종래 기술에서 공지된 통상적인 포맷들중 하나로써 보안 서류를 제조하는데 이용되는 종이와 같은 보안 기판 안으로, 부분적으로 또는 전체적으로 매립될 수 있다. 전체적으로 매립된 보안 서류(10)는 베이스 기판에 의해 양측면상에서 덮히고, 부분적으로 매립된 요소(10)는 윈도우 방식의 보안 서류 형태로 서류 표면상에서 부분적으로만 보일 수 있다. 그러한 구조에서 보안 요소는 기판의 안과 밖으로 짜여진(weave) 것으로 나타나며, 서류의 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 있는 윈도우에서 보일 수 있다. 소위 윈도우 방식의 쓰레드(thread)들을 가진 종이를 제조하는 방법은 유럽 출원 EP-A-0059056 에서 찾을 수 있다. 유럽 출원 EP-A-0860298 및 국제 출원 공개 WO-A-03095188 은 넓고 부분적으로 노출된 요소들을 종이 기판 안으로 매립하기 위한 상이한 접근 방식을 설명한다. 통상적으로 2 내지 6 mm 의 넓이를 가지는, 넓은 요소들은 추가적인 넓은 요소 표면의 영역이 특히 유용한데, 이는 본 발명에서 이용되는 바와 같이 광학적으로 가변적인 장치들의 보다 우수한 이용을 허용하기 때문이다. 보안 요소들은 이제 증명서(voucher), 패스포트, 여행자 수표 및 다른 서류들 뿐만 아니라, 세계의 여러가지 현금들에 존재한다. 이러한 구현예에서, 보안 요소를 덮는 종이 기판은 필요한 다른 산란층을 제공한다.
보안 기판이 투과되는 것으로 보일 때, 보안 요소(10)는 종래 기술의 Cleartext (등록 상표) 요소의 외관과 실질적으로 같은 외관을 가지며, 즉, "PORTALS" 라고 씌어진 네가티브 문자가 잘 보인다. 그러나, 기판의 윈도우로 되지 않은 측이 반사되는 것으로 보일 때, 관찰자는 부분적인 광 산란층(14)에 의해 형성된 기하학적 패턴을 볼 수 있다. 기하학적 패턴은 차후에 기판(기판내에 보안 요소(10)가 매립된다)상에 제공되어야 하는 인쇄 디자인과 관련될 수 있거나, 또는 관련되지 않을 수 있다. 본 발명은 광 산란 물질이 시각화되는 장점을 만들게 되며, 추가적으로는 공지된 Cleartext (등록 상표) 요소의 모든 장점들을 여전히 보유한다. 부분적인 광 산란층(14)이 적용되는 방식은 패턴의 적절한 시각화를 보장하도록 주의 깊게 고려될 필요는 없지만, 차후에 기판의 표면상에 제공되어야 하는 그 어떤 인쇄 또는 다른 정보라도 훼손시키는 패턴이 없이 이루어져야 한다.
보안 요소에 다른 광 산란층이 제공될 때 부분적인 광 산란층(14)의 시각화는 도 2b 를 참조하여 설명될 수 있다. 도 2b 는 보안 요소(10)의 일 측이 종이 기판(30)에 있는 윈도우(31)에서 노출되고, 보안 요소(10)의 다른 측이 종이 기판(30)에 의해서 완전히 덮히도록 종이 기판(30)의 안으로 매립된 보안 요소(10)의 일부를 도시한다. 이러한 예에서 다른 광 산란 층은 보안 요소(10)가 부분적으로 매립되어 있는 종이 기판(30)에 의해 제공된다.
보안 요소(10)의 측면(B)상에 가해지는 광은 종이 기판(30)을 통과하는데, 종이 기판은 다른 광 산란 층으로서 작용하여 광이 어느 정도 산란된다. 광 산란 층에 의해 덮히지 않은 금속 반사층(12)(계면 C)상에 광이 입사되는 경우에, 이것은 종이 기판(30)으로 반사되고 다음에 종이 기판(30)으로부터 방출되기 전에 다른 산란을 겪게 된다. 이러한 경우에 종이 기판(30)의 산란 효과 때문에 종이 기판(30)으로부터 방출되는 광은 종이 기판(30)으로 입사되는 광보다 더욱 확산될 것이다. 더욱이, 금속 계면(C)에서 반사되었을 때, 반사된 광은 일부 강도(intensity)를 잃을 것이다. 이것은 예를 들면 강도의 5 % 손실과 같게 될 것이다.
대조적으로, 광이 부분적인 광 산란 층(14)에 입사되는 경우에, 종이 기판(30) 및 부분적인 광 산란 층(14)을 통하여 이동될 때 산란을 겪게 된다. 부분적인 광 산란 층(14)의 존재는 금속 계면(D)으로부터 반사된 광이 금속 계면(D)을 향해 다시 반사되고 금속 계면(D)에서 여러번의 반사를 겪게 되는 결과를 가져옴으로써, 광이 기판(30)으로부터 최종적으로 방출되기 전에 그러한 현상이 발생될 때마다 강도 손실(예를 들면 5 %)을 초래한다. 종이 기판(30) 및 부분적인 광 산란 층(14)으로부터의 광 산란에 의해 발생된 강도 손실들의 조합은, 국부화된 광 산란 층(14)이 존재하지 않는 영역(14a)들에 비교하여, 부분적인 광 산란 층(14)이 존재하는 보안 요소(10)의 영역들로부터 반사된 광의 강도가 현저하게 감소하는 결과를 초래한다. 이러한 광 강도의 감소는 부분적인 광 산란 층(14)에 의해 형성된 표시부가 도 2a 에 있는 보안 요소(32)의 윈도우가 형성되지 않은 측(33)에서 보았을 때 상대적으로 어둡게 나타나는 결과를 초래한다.
산란 층이 안에 매립되는 기판(30)의 산란 특성을 이용하기 보다는 다른 산란층이 보안 요소(10)내에 포함될 수도 있다. 예를 들면, 대략 2 mm 보다 넓은 폭을 가지는 보안 요소(10)에 대하여 보안 요소(10)상의 마스킹 코팅(masking coat)을 이용함으로써 함입된 종이의 측면으로부터 보안 요소(10)의 표면을 감추는 것이 통상적으로 실시된다. 그러한 마스킹 코팅에 적절한 재료는 Coates 3188XSN 또는 Coates Heliovyl White S90 353 일 것이다. 전형적인 코팅 중량은 2GSM 의 범위에 있는 것으로 제안된다. 그러한 마스킹 코팅은 보안 요소(10)로부터 반사된 광이 확산된 것으로 나타나고 종이와 같은 외관을 가지도록 종이와 유사한 산란 특성들을 가진다.
본 발명에서 이용되는 적절한 광 산란 층(14)은 무광 바니쉬(matt varnishes) 또는 라커(lacquers) 및 무광 엠보싱 구조(matt embossed structure)를 포함한다. 위에서 강조된 바와 같이, 예를 들면 자기적(magnetic) 특성과 같은 추가적인 기계 검출 가능 기능을 광 산란 층(14)에 제공하는 것이 가능하다. 상기의 예에서, 필요한 투명성 및 기계적 가독성(machine readability)을 얻기 위하여, 사용된 자성 물질(magnetic material) 및 잉크 안에 자성 물질을 넣는 것은 주의 깊게 조절될 필요가 있다는 점이 주목되어야 한다.
광 산란 층(14)에 대하여 이후에 열거된 예들을 포함하여, 그 어떤 산란 층이라도 추가의 산란 층을 위하여 이용될 수 있다. 그러나, 추가의 산란 층이 종이와 같은 외관을 제공하도록 충분히 확산된다면 바람직스럽다.
광 산란 층(14)에 대한 표면적 적용 범위는 일 측면에서 전체적인 쓰레드 표면(thread surface)의 70 % 보다 작아야 하고, 바람직스럽게는 60 % 보다 작아야 하며, 보다 바람직스럽게는 50 % 보다 작아야 한다. 비자성(non-magnetic) 광 산란 층(14)들에 대하여, 이것은 주로 미학적인 고려에 의해서 주도된다. 그러나 위에 제시된 표면적 적용 범위는 자성의 광 산란층(14)을 이용할 때 종이내에 매립되는 경우에 기계적인 검출 요건을 충족시키고 보안 요소(10)의 가시성을 제공하는데 적절하다. 그러나 두꺼운 자성의 광 산란 층(14)을 제공하거나 또는 자성의 광 산란 층(14)으로서 사용된 잉크 안의 자성 물질 적재량의 백분율을 증가시킴으로써 훨씬 낮은 표면적 적용 범위가 달성될 수 있다. 광 산란 자성 물질 또는 비 자성 물질의 너무 높은 표면 적용 범위는 보안 요소(10)가 실질적으로 실선인 어두운 선으로 나타나게 하는데, 이것은 소망스럽지 않은 것이다.
비 자성 광 산란 층(Non Magnetic Light Scattering Layers)
본 발명의 구현예들에서 산란 층(14)은 무광 바니쉬(matt varnish) 또는 라커(lacquer)의 형태를 취하며, 이것은 표준적인 보안 인쇄 공정들중 하나를 이용하여 적용될 수 있다. 적절한 무광 바니쉬의 일 예는 유기 수지내에 있는 미세 입자의 현탁물이다. 표면 입자들은 광이 바니쉬를 통과할 때 광을 산란시켜서 무광의(matt) 외관을 초래한다. 산란 과정은 바니쉬 또는 라커가 캐리어(carrier, 11)에 적용되거나 또는 진공 금속화 층(12)에 적용될 때 바니쉬 또는 라커의 표면으로 이주하는 입자들에 의해 향상될 수 있다. 표면 입자들은 광이 바니쉬를 통과할 때 광을 산란시켜서 무광의 외관을 초래한다. 적절한 입자들에는 실리카에 기초한 입자들이 포함되지만, 보안 요소(10)에 적용되었을 때 코팅의 투명성을 훼손시키지 않으면서 광의 산란을 일으키는 그 어떤 입자들이라도 이용될 수 있다는 점이 인정되어야 한다. 광 산란 층(14)을 형성하기에 적절한 물질의 예는 스크린 인쇄 가능 무광의 바니쉬로서, 이것은 Degussa 의 5 % TS200 Silica Matting Agent 및 Sericol 의 95 % SX383 Solvent-Based Nitrocellulose Screen Varnish 를 포함한다.
대안의 해법에서, 미세 입자들은 유기 왁스(organic wax)들에 의해 대체될 수 있다.
다른 대안으로서, 광 산란 층(14)은 무광 구조를 진공 금속 층(12)의 표면 안으로 엠보싱시킴으로써 발생될 수 있다. 그러한 무광의 구조는 통상적으로 캐릭터(character) 또는 패턴들을 포함하는데, 엠보싱의 표면에는 거친 표면이 제공됨으로써 표면에 부딪히는 광이 확산되어 반사되지 않는 방식으로 반영이 끝난다. 대안으로서, 엠보싱 자체는 광 산란 패턴을 형성하기 위하여 분포된 상이한 각도 또는 크기의 선 또는 점들일 수 있다.
자성의 관 산란 층{Magnetic Light Scattering Layers}
비록 철 산화물(Fe2O3, Fe3O4), 바륨 또는 스트론튬 페라이트(strontium ferrite)와 같은, 종래의 심하게 칼러화된 종래의 자성 물질들의 이용이 배제되지 않을지라도, 특정의 새로운 자성 물질들이 특히 본 발명에 적절한 것으로 밝혀졌다.
새로운 물질들은 다른 자성 물질로부터 구분될 수 있는 특정의 자성 특성들을 가진다. 특히, 이들 물질들은 종래의 철 산화 물질보다 낮은 보자력(coercivity)을 가지는데, 이것은 검출 과정 동안에 약한 바이어스 자기장(bias magnetic field)에 의해 극성이 역전될 수 있다는 점을 의미하며; 반면에 물품이 바이어스 자기장에 의해 더 이상 영향을 받지 않는 영역내에 있을 때 검출될 수 있는 유도 자성(induced magnetism)을 보유하도록 여전히 자기적으로 강하다. 통상적으로, 이들 물질들은 종래의 마그네틱 테이프와 같은 방식으로 자기 데이터를 지지할 수 있다.
보안 요소(10)로 적절한 새로운 자성 물질은 바람직스럽게는 50-150 Oe 범위의 보자력을 가지며, 보다 바람직스럽게는 70-100 Oe 범위의 보자력을 가진다. 150 Oe 의 상부 한계는 높은 바이어스 자기장과 함께 증가될 수 있다. 다수의 적절한 물질들의 예에는 철, 니켈, 코발트 및 이들의 합금이 포함된다. 이와 관련하여, "합금"이라는 용어는 Nickel:Cobalt, Iron:Aluminium:Nickel:Cobalt 및 그와 유사한 것을 포함한다. 박편 니켈(Flake Nickel) 물질이 이용될 수 있다: 또한 철 박편 물질들이 적절하다. 통상적인 니켈 박편들은 5-50 마이크론 범위의 측방향 치수들 및 2 마이크론보다 작은 두께를 가진다. 통상적인 철 박편들은 10-30 마이크론 범위의 측방향 치수들 및 2 마이크론 보다 작은 두께를 가진다.
바람직한 신규 물질들에는 금속 철, 니켈 및 코발트 베이스 물질 (그리고 이들의 합금)이 포함되며, 이들은 최고의 고유한 자화능(magnetization)을 가져서 검출 가능성을 보장하는데 있어서 제품 안에 가장 적은 물질을 필요로 하는 장점을 가진다. 철은 가장 높은 자화능을 가진 3 개의 물질들중 최고이지만, 다른 점을 고려했을 때 니켈이 잘 작동하는 것으로 나타났다. 이들 물질들은 박편의 모양으로 가장 잘 이용되어, 만약 자기 테이프 포맷으로 사용된다면 자기 데이터를 지지할 수 있는 높은 잔류 자기(remanence)의, 강한 자성 물질인 것이 보장된다. 이것은 니켈 및 철이, 예를 들면 박편의 형태에서 일반적으로 높은 잔류 자기를 갖기 때문이다. 박편 및 다른 형상의 물질들은 다음과 같이 정의된 이방성(anisotropy; Kshape)을 제공한다.
Kshape = 0.5 Nd·Ms 2/μ0 인 반면에
Hc ∝ 2·Ktotal/Ms
Ms 및 Nd 에 비례하는 보자력(Hc)이 되며 ("Magnetism and Magnetic Materials", J P Jakubovics, Uni Press Cambridge, end Ed. 참조)
여기에서
Nd 은 형상 인자(shape factor)
Ms 은 포화 자성(saturation magnetism)
μo 는 자유 공간의 투자율(permeability)
Hc 는 보자력
Ktotal 는 모든 K 성분들의 합
그러나, 낮은 보자력 및 높은 잔류 자기를 나타내는 물질에 대해서 이러한 형상 효과를 고려하는 것이 필수적이 아닐 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들면, 물질이 코발트 처리된 산화물과 같이 구형의(spherical) 형상을 가질지라도, 물질의 결정체 이방성이 높은 잔류 자기 및 강한 자성의 낮은 보자력 특성으로 될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 적절한 신규의 자성 잉크 조성물은 Luminescence Inc 에서 60681 XM 으로서 얻어질 수 있다.
통상의 Fe2O3 또는 Fe3O4 안료를 가진 종래의 자성 잉크 또는 그와 유사한 것이 예를 들면 Luminescence INc 에서 RD1790 으로서 얻어질 수 있다.
자성 잉크는 공지의 인쇄 및 전사 기술을 이용하여 제조하는 동안에 층(14)을 형성하도록 보안 요소(10)에 적용되는데, 공지의 인쇄 및 전사 기술은 예를 들면 그라비어 인쇄, 음각 인쇄, 리소그래피, 스크린 인쇄 및 플랙소그래피(flexography)를 포함한다.
도 3 은 본 발명에 따른 보안 요소(10)를 통한 단면도로서, 이것은 단순한 자성의, 부분적으로 금속 제거된 보안 요소(10)에 대한 구성을 도시한다.
제 1 요소(10a)는 처음에 위에서 설명된 바와 같은 공지의 금속 제거 기술에 의해 제조되고, 폴리에틸렌(PET)의 플라스틱 캐리어 기판(11a) 및 금속 제거 영역(13)들을 가진 금속 층(12)을 포함한다. 도 3 은 레지스트 및 에칭 기술로부터 초래된 레지스트 층(15)을 도시하지만, 상기 설명된 다른 기술들중 하나가 이용된다면 레지스트 층(15)이 존재하지 않을 것이다. 제 2 요소(10b)가 제조되는데, 이것도 폴리에틸렌(PET)과 같은, 불투과성 플라스틱 캐리어 기판(11b)을 포함한다. 자성 물질의 부분적인 광 산란 층(14)은 위에서 설명된 바와 같이 캐리어 기판(11b)상에 인쇄된다. 이러한 자성의 부분적인 광 산란 층(14)은 제 1 요소(10a)의 반대 측에도 인쇄될 수 있다; 그러한 경우에 프라이머 층(primer layer)이 필요할 수 있다. 이러한 패턴은 보안 요소(10)가 50 % 보다 작은 자성 물질의 적용 범위를 가지는 결과를 초래한다. 제 1 요소 및 제 2 요소(10a, 10b)는 적절한 라미네이트 접착제(16)를 이용하여 함께 라미네이트(laminate)됨으로써 보안 요소(10)를 형성하는데, 적절한 라미네이션 접착제의 예는 Novacote 10-2525/3364 이다. 하나 또는 그 이상의 다른, 물에 기초한 접착제(예를 들면, National Starch & Chemical Eclipse 033-4172) 층(17)이 보안 요소(10)에 적용되어 보안 기판(30) 안에 함입될 때 그것의 접착을 돕는다.
도 4 에 도시된 보안 요소(10)의 구현예는 도 3 에 도시된 것과 유사한 구조이지만, 제 2 캐리어 기판(10b)이 없는 구조이다. 이것은 물질과 관련하여 저렴한 구조이지만, 내구성을 향상시키는 정확한 물질의 선택이 이루어지지 않는다면 보안 요소(10)가 사용중에 환경의 공격에 대하여 더욱 취약할 수 있다. 그러한 것의 특정한 장점은 제조 과정 및 구조가, 보안 요소 유형들의 크기 및 제조 과정등에 걸쳐서 일관되게 이루어진다는 것이다.
상기 단일의 PET 층 디자인 요건과 일치되는, 특히 적절한 PET 재료의 예는 자성의 부분적인 광 산란 층(14)으로 이용 가능한 사전 처리된 측면을 가진 Du pont 의 Mylar 813 이다. 이러한 특정의 물질 및, 유사한 특성의 다른 물질들은 완전하게 내구성이 있고 외부 인쇄되는 자성 코팅을 허용하는데, 그러한 코팅은 표준의 통상적인 보안용 종이 위험성 테스트 및 세척기 내구성 요건들에 저항한다.
도 3 및 도 4 에서, 보안 요소(10)는 화이트 또는 칼러의 마스크 코팅(18)을 가진다. 마스크 코팅(18)의 존재는 요소 구조에서 다른 산란 층을 제공함으로써 자성의 부분적인 광 산란 층(14)의 존재는 보안 요소(10)의 반대측으로부터 반사된 것으로 보았을 때 어두운 이미지로 보이는 결과를 가져온다. 이러한 보안 요소(10)가 차후에 종이 기판(30)으로 매립된다면, 자성의 부분적인 광 산란 층(14)의 가시성은 종이의 산란 특성에 의해서 더욱 향상될 것이다. 이러한 마스크 층(18)은 형광 안료를 포함할 수도 있다.
대안으로서, 종이의 산란 특성들 때문에 자성의 부분적인 광 산란 층(14)은 종이 기판(30) 안으로 매립되거나 또는 부분적으로 매립되었을 때 여전히 눈에 보이므로, 마스크 층(18)이 구조로부터 생략될 수 있다.
도 6 내지 도 11 은 자성의 부분적인 광 산란 층(14)이 보안 요소(10)에 어떻게 적용될 수 있는지에 관한 다양한 다른 예들을 도시한다. 도 6 에서 자성 물질은 복합적인 기하학적 패턴으로서 적용되었다. 그러한 패턴들은 광범위한 보안 서류들에서 통상적으로 이용되는 새끼 무늬(guilloche)를 완성하거나 반영하도록 디자인될 수 있다.
도 7 에서 자성의 잉크는 "PORTALS" 로 읽혀지는 반복 스크립트(repeating script)로서 인쇄되었다. 이러한 구현예는 금속 층(12)에 존재하는 네가티브 스크립트와의 매우 강한 조합 특징을 제공한다. 반사시에 관찰자는 "PORTALS" 로 읽혀지는 포지티브 텍스트를 볼 것이고, 다음에 투과시에 금속 제거된 층(12/13)으로부터 초래되는 동일하거나 또는 다른 네가티브 스크립트를 볼 것이다.
도 8 에서 자성 물질은 서명(signature)의 형태로 적용되었다. 이러한 서명은 군주(monarch), 국립 은행의 총재, 또는 지폐상에 초상화가 존재하는 경우에, 초상이 그려진 개인의 서명일 수 있다. (보안 기판으로부터 제작된) 지폐에 대하여, 국립 은행 총재의 서명은 지폐상에 항상 인쇄되기 때문에 그러한 서명의 이용이 선호된다. 관찰자는 보안 요소(10)상의 서명을 지폐의 인쇄 표면상의 서명과 비교할 수 있다.
도 9 에서 자성 물질은 네가티브 스크립트가 존재하는 상태에서 짙은 영역(solid area)으로서 적용되었다. 이러한 예에서 관찰자는 반사 및 투과로서 네가티브 스크립트를 눈으로 보게 된다. 이전의 예들에서와 같이, 스크립트는 그 어떤 형태 또는 디자인이라도 취할 수 있고, 투과광에서 볼 수 있는 금속 제거 패턴에 의해 제공되는 것과 같거나 다를 수 있다.
도 10 에 있어서 자성 물질은 회사 로고(company logo)로서 적용되었다. 회사 로고에 대한 대안으로서, 다른 식별 정보가 이용될 수 있는데, 국가의 표장, 동물, 꽃등과 같은 것이다. 이러한 것은 보안 서류와의 다른 강력한 연결을 제공하고 공중이 보안 서류를 인증하는 것을 돕는 다른 수단을 제공한다.
도 11 에서 자성 물질은 액면 금액 정보를 제공하기 위하여 인쇄된다.
도 12 는 본 발명에 따른 보안 요소(10)의 다른 구현예를 통한 상세한 단면도를 도시한다. 이러한 구현예에서 보안 요소(10)에는 액정 층(20)이 제공된다. 보안 요소(10)에는 어두운 흡수 층(12)이 더 제공되는데, 그 흡수 층은 액정 층(20)과 협동하여 보는 각도의 변화에 따라 강력한 칼러 변환 효과를 제공한다. 바람직한 예에서 폴리머 액정이 이용되지만, 대안의 예에서는 Oasis (등록 상표)라는 상표로 Sicpa 에 의해 공급되는 것과 같은 액정 잉크를 이용한다. 흡수 층(12)이 바람직스럽게는 금속 층(12)의 에칭에서 어둡거나 블랙의 레지스트의 층이다.
도 13 은 엠보싱 라커 층(embossing lacquer layer, 22)이 제공된 보안 요소(10)를 도시하며, 이것은 회절 또는 홀로그래피의 릴리이프 패턴(relief pattern)으로 엠보싱된다.
도 14 는 유전체 층(24) 및 흡수 층(25)을 가지는 금속 유전체 박막 칼러 변환 보안 요소(10)를 도시한다.
광 산란 층(14a)을 인쇄하는 것의 대안으로서, 엠보싱된 무광의 광 산란 구조들이 이용될 수도 있다. 엠보싱된 무광의 광 산란 구조들은 입사광이 반사되지 않게(non-specularly) 또는 확산되게 비추게 한다.
엠보싱된 광 산란 구조는 선(line)을 포함할 수 있고, 사인파(sinusoidal wave)의 부분 또는 원의 전체 또는 부분적인 원호와 같은 만곡되거나 직선을 포함하는 그 어떤 편리한 형태라도 취할 수 있다. 선은 연속적이거나 또는 불연속적일 수 있으며, 예를 들면, 대쉬(dash), 점(dot) 또는 다른 형상들로 형성될 수 있다. 다른 형상들에 의해서 점 또는 대쉬는 그래픽 형태를 가질 수 있다. 선의 폭은 통상적으로 10-500 마이크론의 범위이고, 바람직스럽게는 50-300 마이크론의 범위이다. 바람직스럽게는, 개별적인 선들이 육안에는 거의 보이지 않고, 주된 시각적 인상은 다수의 선들이 배열된 것에 의해서 주어진다. 선들은 그 어떤 형상 또는 형태를 한정할 수 있으며, 예를 들면 정사각형, 삼각형, 육각형, 별, 꽃, 문자 또는 숫자와 같은 표시부(indicia)를 한정할 수 있다.
엠보싱된 선 구조는 열 및 압력하에 보안 요소에 엠보싱 플레이트(embossing plate)를 적용함으로써 형성되는 것이 바람직스럽다. 바람직스럽게는 엠보싱 과정이 음각 인쇄(intaglio printing) 과정이며, 선 구조를 한정하는 요부를 가진 음각 플레이트(intaglio plate)를 이용하여 수행된다. 바람직스럽게는 보안 요소가 블라인드 엠보싱(blind embossing)되며, 즉, 요부들이 잉크로 채워지지 않는다.
엠보싱된 영역들의 높이는 적어도 2㎛ 이어야 하지만, 바람직스럽게는 5㎛ 보다 크고, 보다 바람직스럽게는 10 ㎛ 보다 크다.
본 발명의 다른 구현예에서 보안 소자(security device)는 폴리머 지폐 안에 포함된다. 국제 출원 공개 WO-A-8300659 에 설명된 것과 같은 폴리머 지폐들은 기판의 양쪽 측면에 있는 불투명하게 하는 코팅의 적어도 하나의 층을 포함하는 투명 기판으로부터 형성된다. 불투명하게 하는 코팅은 윈도우(window)로서 알려진 투명 영역을 형성하도록 기판의 양쪽 측면들상에 있는 국부화된 영역들에서 생략되어 있다. 본 발명의 이러한 구현예에서 보안 요소는 이전에 설명된 바와 같은 방식으로 금속 층 및 제 1 광 산란 층을 적용함으로써 폴리머 지폐의 투명 기판상에 있는 선택된 영역에서 형성된다. 이러한 방식으로 폴리머 지폐의 투명 기판은 보안 소자를 위한 광 투과 캐리어 기판으로서 작용한다. 불투명하게 하는 코팅은 보안 소자에 걸쳐서 투명한 폴리머 기판에 적용되고 다른 광 산란 층으로서 기능한다.
폴리머 지폐는 폴리머 기판에 기초한 보안 서류의 단지 일 예이며, 본 발명은 폴리머 보안 서류의 다른 유형들에도 똑같이 적용될 수 있다.
10. 보안 요소 11. 캐리어 기판(carrier substrate)
12. 금속 층 13. 금속 결여 영역

Claims (30)

  1. 적어도 하나의 광 투과 캐리어 기판, 투과광에서 볼 수 있는 표시부(indicia)를 한정하는 실질적인 금속-결여 영역(metal-free area)들을 가지는 제 1 금속 층, 반사광에서 볼 수 있는 다른 표시부를 제공하는 부분적인 제 1 광 산란 층을 포함하고, 제 1 광 산란 층은 제 1 금속 층에 있는 실질적인 금속-결여 영역들과 겹치는, 보안 요소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층과 적어도 부분적으로 겹치는 제 2 광 산란 층을 더 포함하는, 보안 요소.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층 및 금속 층은 적어도 하나의 캐리어 기판의 반대 측면들에 적용되는, 보안 요소.
  4. 제 1 항에 있어서,
    2 개의 캐리어 기판들이 함께 라미네이트(laminate)되기 전에 제 1 광 산란 층이 적용되는 제 2 캐리어 기판을 포함하는, 보안 요소.
  5. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    금속 결여 영역들은 금속 제거 공정에 의해 만들어지는, 보안 요소.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층의 표면적 적용 범위는 70 % 보다 작은, 보안 요소.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층의 표면적 적용 범위는 60 % 보다 작은, 보안 요소.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층의 표면적 적용 범위는 50 % 보다 작은, 보안 요소.
  9. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    광 산란 층들중 하나 또는 양쪽은 무광의 바니쉬(matt varnish)의 층인, 보안 요소.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,
    광 산란 층들중 하나 또는 양쪽은 라커 층(lacquer layer)인, 보안 요소.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,
    광 산란 층들중 하나 또는 양쪽은 무광의 엠보싱된 구조(matt embossed structure)에 의해 제공되는, 보안 요소.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,
    광 산란 층들중 하나 또는 양쪽은 자성 층(magnetic layer)인, 보안 요소.
  13. 제 12 항에 있어서,
    자성층의 물질은 50 내지 150 Oe 범위의 보자력(coercivity)을 가지는, 보안 요소.
  14. 제 13 항에 있어서,
    자성 물질은 70 내지 100 Oe 범위의 보자력을 가지는, 보안 요소.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항의 어느 한 항에 있어서,
    자성 층은 철, 니켈, 코발트 또는 철, 니켈 및/또는 코발트 물질의 합금을 포함하는, 보안 요소.
  16. 제 15 항에 있어서,
    자성 층은 철 박편 물질(iron flake material)을 포함하는, 보안 요소.
  17. 제 15 항에 있어서,
    자성층은 니켈 박편 물질을 포함하는, 보안 요소.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항의 어느 한 항에 있어서,
    자성층은 자성 잉크인, 보안 요소.
  19. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층에 의해 제공되는 표시부는 기하학적 패턴을 포함하는, 보안 요소.
  20. 제 1 항 내지 제 18 항의 어느 한 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층에 의해 제공되는 표시부는 영숫자 정보(alphanumeric information)를 포함하는, 보안 요소.
  21. 제 1 항 내지 제 18 항의 어느 한 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층에 의해 제공되는 표시부는 서명(signature)을 포함하는, 보안 요소.
  22. 제 1 항 내지 제 18 항의 어느 한 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층에 의해 제공되는 표시부는 그림의 표시부를 포함하는, 보안 요소.
  23. 제 1 항 내지 제 19 항의 어느 한 항에 있어서,
    제 1 광 산란 층은 50 % 보다 작은 표면 적용 범위를 가지는 그물눈 음영 패턴(cross-hatch pattern)으로 적용되는, 보안 요소.
  24. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    변화되는 시야각과 함께 칼러 변환 효과를 제공하도록 액정 층과 협동하는 어두운 흡수층 및 액정 층을 더 포함하는, 보안 요소.
  25. 제 1 항 내지 제 23 항의 어느 한 항에 있어서,
    보안 요소에는 엠보싱 라커 층(embossing lacquer layer)이 제공되고, 엠보싱 라커 층은 회절 또는 홀로그래피 릴리이프 패턴(relief pattern)으로 엠보싱되는, 보안 요소.
  26. 제 1 항 내지 제 23 항의 어느 한 항에 있어서,
    보안 요소는 칼러 변환 효과를 제공하도록 금속의 유전체 박막을 포함하는, 보안 요소.
  27. 적어도 부분적으로 내부에 매립된, 전기한 항들중 어느 한 항의 보안 요소를 포함하는 보안 기판.
  28. 적어도 부분적으로 내부에 매립된 보안 요소를 포함하는 보안 기판으로서, 상기 보안 요소는 적어도 하나의 광 투과 캐리어 기판, 투과광에서 볼 수 있는 표시부(indicia)를 한정하는 실질적인 금속-결여 영역(metal-free area)들을 가지는 제 1 금속 층, 반사광에서 볼 수 있는 다른 표시부를 제공하는 부분적인 광 산란 층을 포함하고, 광 산란 층은 제 1 금속 층에 있는 실질적인 금속-결여 영역들과 겹치고, 보안 기판은 보안 요소의 제 1 광 산란 층과 적어도 부분적으로 겹치는 다른 광 산란층을 형성하는, 보안 기판.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항의 보안 기판으로부터 형성된 보안 서류.
  30. 제 29 항에 있어서,
    증명서, 재정 스탬프(fiscal stamp), 인증 라벨, 여권, 수표, 인증서, 식별 카드, 지폐 또는 그와 유사한 것을 포함하는, 보안 서류.
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