KR20160080748A - 변색효과를 갖는 보안요소 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변색효과를 갖는 보안요소 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기재의 표면에 요철 구조가 형성되어 있으며 이러한 표면 상에 흡수층, 스페이스층 및 반사층이 적층된 색변환층을 갖는 구조로 이루어진 변색효과를 갖는 보안요소 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 보안요소는 색변환층이 형성된 면이 보는 각도에 따라 다른 색상을 띄게 되며 특히 요철 구조가 있어 변색 효과가 극대화되는 특징을 가지고 있어 보안성이 요구되는 다양한 제품에 진위확인을 위한 요소로 적용할 수 있다.

Description

변색효과를 갖는 보안요소 및 이의 제조방법{SECURITY ELEMENT WITH A COLOR-SHIFT EFFECT AND A METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 우수한 식별성과 다양한 색변환 효과를 확보할 수 있는 보안요소 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근 고성능 컴퓨터, 스캐너 및 칼라복사기 등의 급속한 발달로 정교하면서도 사용이 간편한 사무자동화기기의 보급이 확대되고, 보안제품의 외관과 복제방법에 관한 지식기반을 확대해주는 인터넷으로 인해 화폐, 유가증권, 바코드, ID 카드, 신용카드, 전자 여권 등의 보안요소를 위조하여 범죄에 악용하는 사례가 증가하고 있는 실정이다. 이에 위·변조 방지 기술 및 이의 감별을 위한 많은 연구가 진행되고 있다.

다양한 위조방지 관련 기술 중에서 시야각에 따라 색상이 변하는 색변환 보안 요소는 시각적인 진위 식별 효과가 우수할 뿐 아니라 시각적 심미감도 제공할 수 있어 다양한 형태로 개발되어 왔다. 구체적으로 색변환 잉크 인쇄, 액정 잉크 인쇄, 다층 박막 증착 등 다양한 방법이 있다.

이러한 색변화 특성은 광학 박막의 적절한 설계 또는 코팅 구조를 형성하기 위하여 사용된 화학물질 분자의 배향(orientation)을 통하여 제어될 수 있다. 형성하는 층들의 두께 및 각 층의 굴절률과 같은 파라미터의 변화를 통하여 원하는 효과를 얻을 수 있다. 시선의 각도 또는 입사광의 각도의 변화에 따라 발생하는 지각색(perceived color)의 변화는, 층을 구성하는 재료의 선택적 흡수 효과와 파장에 의존하는 간섭 효과가 조합되어 나타나는 결과이다. 간섭 효과는, 다중반사(multiple reflections)를 겪은 광파(light waves)의 중첩으로부터 발생하는데, 다른 각도에서 지각되는 색이 달라지는 원인이 된다. 반사 극대 (reflection maxima)의 위치와 강도는, 시선 각도가 변화함에 따라, 특정 파장에서 선택적으로 강화되는 재료로 이루어진 다양한 층에서의 빛의 경로의 길이의 차이로부터 발생하는 간섭 효과의 변화로 인하여 변화한다.

다층 박막 증착은 흡수층(absorber layer), 스페이스층(유전층, dielectric layer), 및 선택적으로 반사층(reflector layer)을 포함하며, 그 순서는 다양하게 변화될 수 있다. 이러한 코팅은 대칭적인 다층 박막 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

이러한 색변환 효과를 가지는 보안요소는 단순한 스캔 및 복사만으로는 재현해 낼 수 없어 상당히 효과적인 위조방지 장치이다. 하지만 최근 시중의 유사 필름을 이용하는 모방 위조 사례가 증가하고 있어 단순한 색변환 효과만으로는 이러한 모방 위조에 대처하기 어려운 상황이다. 이러한 모방 위조에 대응하기 위해 그동안 다양한 기술들이 제안되었다.

대한민국 특허공개 제2004-0074073호는 두 개 이상의 금속층을 배치하여 서로 다른 색상을 나타내는 보안 요소를 제시하고 있다. 이 경우 금속층이 인쇄된 잉크부 상에 형성되며 보안 효과를 부가적으로 증대시키는 역할을 하고 있다.

대한민국 특허공개 제2010-0013504호는 표면에 미세요철 구조를 포함하는 광변색성 박막 개시하고 있다. 이때 미세요철 구조는 입사광의 광변색을 촉진하는 역할을 하고 있으나, 요철 구조를 나노 입자를 통해 형성하고 있다.

이들 특허들은 변색 효과를 통해 보안성 향상을 꾀하고 있으나 추가 요소로 사용되거나 요철 구조의 형성 방법이 다르며 그 효과가 충분치 않다.

대한민국 특허공개 제2004-0074073호 대한민국 특허공개 제2010-0013504호

이에 우수한 보안성 및 식별성을 확보하기 위하여 다각적으로 연구한 결과, 본 출원인은 기재 표면에 요철 구조를 형성하고 색변환층을 적층하는 경우 각도에 따른 색상변화가 다양함과 동시에 시각적으로 판별도 효과적임을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 다양한 색변환을 통해 우수한 진위 식별 효과 및 시각적 유인성을 확보할 수 있는 보안요소를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또다른 목적은 상기 보안요소의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기재의 표면 상에 색변환층이 형성되며, 상기 기재의 표면에 요철 구조가 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 요철 구조의 형상에 따라 일측면과 다른 측면의 색상변화가 다른 것을 특징으로 하는 보안요소를 제공한다.

상기 요철 구조는 원형, 삼각형, 사다리형, 다각형 또는 물결형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 요철 구조는 대칭형 또는 비대칭형인 것을 특징으로 한다.

상기 요철 구조를 갖는 기재는 열압착 또는 자외선 경화형 엠보싱 방식에 의해 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 색변환층은 기재와 접하는 면의 최소 일측면에 흡수층; 스페이스층; 및 반사층이 적층된 것을 특징으로 한다.

상기 보안요소는 추가로 자외선 형광특성, 적외선 흡수·반사특성 또는 자기특성을 가지는 층을 1층 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 보안요소의 제조방법은 요철 구조가 형성된 기재를 준비하는 단계; 상기 기재의 표면 전체에 걸쳐 흡수층을 형성하는 단계; 상기 흡수층 상에 스페이스층을 형성하는 단계; 및 상기 스페이스층 상에 반사층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 보안요소는 각도에 따라 다양한 색을 나타낼 뿐 아니라 변색 효과가 시야각의 적은 변화에도 쉽게 관찰되어 식별성을 향상시킬 수 있다.

상기 보안요소를 제품에 적용하는 경우 진위 여부를 용이하게 판별해 낼 수 있다. 또한, 상기 제조방법은 은행권, 신분증, 서류 등 다양한 보안이 요구되는 제품에 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보안요소를 도시한 일 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 요철 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보안요소의 각도에 따른 변색 효과를 도시한 단면도이다.

본 발명은 시각적으로 식별성이 우수한 보안요소를 제시한다.

색변환은 보안요소에 있어 여러가지 방식으로 이루어지는데, 이 중에서 입사광의 각도 또는 시야각의 변화에 따라 관찰가능한 색변환을 제공하는 방식은 진위 식별 효과가 우수해 다양한 형태로 개발되어 왔다. 이 중에서 박막 간섭을 통해 이루어지는 색변환 은선 또는 홀로그램의 경우 기재 상에 광학적 간섭 효과를 가지는 층을 적층시키는 다층 구조를 이루고 있다.

이에 본 발명에서는 기재의 표면 상에 색변환층이 형성된 보안요소를 제시하며, 상기 기재가 편평하지 않고 표면에 요철 구조를 가짐으로 인해 비표면적이 증가할 뿐 아니라 요철 상에 형성되는 색변환층의 두께도 달라지게 되어 각도에 따른 색변환 효과가 극대화될 수 있다. 또한, 상기 보안요소를 제품에 도입하여 진위 판별을 용이하게 할 수 있는 잇점을 확보한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 각 조성을 상세히 설명한다. 첨부한 도면은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 보안요소를 도시한 일 예로, 기재(10) 및 색변환층(20)을 포함하며 상기 기재의 표면에는 요철 구조가 형성되어 있다.

상기 요철 구조는 기재 표면에서 비표면적을 증가시키기 때문에 변색 효과가 향상된다. 이러한 비표면적은 요철 구조의 형상, 직경, 분포, 밀도 등에 따라 조절될 수 있다. 또한, 이러한 요철 구조로 인해서 후술하는 색변환층(20)의 코팅성이 향상되고 두께를 다르게 형성함에 따라 추가적인 광학적 특성 등을 부가할 수 있다.

이때 상기 요철 구조는 입사되는 빛의 변각 작용이 낮아지지 않고 입사광을 효율적으로 회절, 산란 또는 확산시킬 수 있는 것이면 좋다. 요철 구조들은 수십 나노미터 내지 수십 마이크로미터 크기이고, 바람직하게는 500 내지 100,000 nm 범위이고, 더욱 바람직하게는 600 내지 50,000 nm 범위 내이다. 또한 요철의 평균 간격은 500 내지 100,000 ㎚가 바람직하고, 600 내지 50,000 ㎚가 보다 바람직하며, 10,000 내지 30,000 ㎚가 더욱 바람직하다.

상기 요철 구조의 형태는 특별히 제한되지 않는데, 원형, 삼각형, 사다리형, 다각형 또는 물결형 등의 형태를 사용할 수 있으며 이는 도 2의 a), b) 및 c)에 나타낸 바와 같다.

또한, 상기 요철 구조는 대칭형 또는 비대칭형일 수 있다. 본 발명에서 비대칭형이란 요철 구조를 구성하는 요철의 형상, 간격 등이 불규칙한 것을 의미한다. 구체적으로, 요철 표면의 경사각, 요철의 간격, 국부 산 정상의 간격 등이 편차를 갖는 것을 의미한다.

본 발명의 기재(10) 표면에 요철 구조를 형성하기 위해서는 요철을 갖는 몰드의 설계로부터 이루어진다. 이러한 몰드는 형성하고자 하는 요철의 크기 및 형상에 따라 레이저 가공, 전자빔 가공, 리소그래피 기술 등 다양한 제조 방법이 사용될 수 있다. 일례로, 감광물질이 도포된 유리 기판에 레이저나 전자빔을 이용하여 요철 구조를 갖는 패턴을 노광하고 이어서 현상 및 전주(electro-forming) 과정을 거쳐 몰드를 제작하였다. 이러한 몰드 제조 공정은 통상의 재질 및 방법을 제한없이 사용할 수 있다.

본 발명의 요철 구조를 갖는 기재(10)는 열압착(hot-stamping) 또는 자외선 경화형 엠보싱 방식에 의해 구현될 수 있다.

열압착은 가열 방식으로 열가소성 폴리머를 도포하고 유리전이 온도 이상의 온도와 일정 압력에서 몰드를 가압하여 요철 구조를 만드는 방법이다.

자외선 경화형 엠보싱 방식은 자외선 조사 방식으로 자외선 경화형 수지를 도포하고 몰드로 압착한 후, 열 대신 자외선으로 경화하여 요철 구조를 제작하는 방법으로 반복적으로 요철을 형성할 수 있다. 또한, 자외선 경화형 엠보싱 방법은 열압착에 비해 저압에서 공정이 진행되며 부러지기 쉬운 재질에 대한 공정시 유리하고, 열변형에 대한 손상이 없으며 다층화 공정이 비교적 용이하다.

상기 자외성 경화형 엠보싱 방식에 있어 자외선 경화형 수지의 도포 방법은 바 코트, 딥 코트, 스프레이 코트, 롤 코트, 그라비아 코트, 플렉소 코트, 스크린 코트, 스핀 코트, 플로우 코트, 잉크젯 등을 들 수 있다. 또한, 도포된 자외선 경화형 수지 조성물을 완전히 경화시키기 전에 프리베이크함으로써, 자외선 경화형 수지 조성물의 경화를 촉진시켜 두어도 된다. 프리베이크에서의 가열 방법으로는 적외선 히터에 의한 조사법, 열풍에 의한 순환 가열법, 핫 플레이트 등에 의한 직접 가열법 등을 들 수 있다. 이에 더해서 도포된 수지 조성물을 진공 하에서 용매를 휘발시킴으로써 경화를 촉진시킬 수 있다. 이때 적절한 가열을 병용할 수 있다.

기재(10)는 고분자 재질로서 표면에 요철 구조를 형성할 수 있으면 제한되지 않고 가능하다. 이러한 기재(10)는 적용하고자 하는 보안 제품의 형태 및 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

상기 기재(10)의 재질은 구체적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트, 에틸렌 글리콜-테레프탈산-이소프탈산 공중합체, 테레프탈산-시클로헥산디메탄올-에틸렌글리콜 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌 나프탈레이트의 공압출(共壓出) 필름 등의 폴리에스테르계 수지, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610 등의 폴리아미드계 수지, 폴리프로필렌, 폴리메틸벤텐 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐 등의 비닐계 수지, 폴리메틸(메타) 아크릴레이트, 폴리부틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트-부틸(메타)아크릴레이트 공중합체 등의 아크릴계 수지(여기서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미함), 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드 등의 이미드계 수지, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌 술피드(PPS), 폴리아라미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르니트릴, 폴리에테르에테르 케톤, 폴리에테르 술파이드 등의 엔지니어링 수지, 폴리스티렌 등의 스티렌계 수지, 폴리카보네이트 수지 등이 있다. 또한, 기재(10)의 재질은 상기 수지를 주성분으로 하는 공중합 수지, 혼합체 또는 복수층으로 된 적층제이어도 사용 가능하다. 이들 중에서 투명성, 내열성이 좋고 비용적인 면에서도 적합한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 바람직하다.

이러한 기재(10)의 두께 역시 특정 범위로 한정되지 않으나 예컨대 5 내지 200 ㎛인 것, 바람직하게는 8 내지 150 ㎛인 것이 통상 사용된다. 상기 범위 미만의 두께를 가질 경우 기계적 강도가 부족해서 휘어짐이나 느슨해짐 등이 발생하고 상기 범위를 초과하는 경우 제품에 적용이 어렵거나 과잉한 성능으로 인해 비용적으로도 문제가 될 수 있다.

필요하다면 상기 기재(10)는 표면을 색변환층을 증착하기 전에 전처리한다. 구체적으로 코로나 방전 처리, 플라스마 처리, 오존처리, 화염처리, 프라이머(앵커코팅, 접착촉진제, 역접착제라고도 함) 도포처리, 예열처리, 제진(除塵)처리, 증착처리, 알카리처리 등의 용이접착 처리를 실시하여도 좋다. 또한, 이러한 기재(10)는 필요에 따라, 자외선 흡수제, 촉진제, 가소제, 대전방지제 등의 첨가제를 첨가해도 좋다.

색변환층(20)은 전술한 기재(10)와 접하는 면의 최소 일측면에 흡수층(20a); 스페이스층(20b); 및 반사층(20c)이 적층된 구조를 갖는다. 이러한 스택 구조를 갖는 다층 박막은 시선의 각도 또는 입사광의 각도의 변화에 따라 색상이 변하는데 이는 층을 구성하는 재료의 선택적 흡수 효과와 파장에 의존하는 간섭 효과가 조합되어 나타나는 결과이다.

흡수층(20a)은 원하는 흡수 특성을 갖는 임의의 흡수성 재료로 이루어질 수 있으며, 이에는 전자기 스펙트럼의 가시영역에서 균일하게 흡수하거나 비균일하게 흡수하는 재료도 포함된다. 그리하여, 선택적 흡수성 재료 또는 비선택적 흡수성 재료가 원하는 색변환 특성에 따라 사용될 수 있다. 예컨대 흡수층은 적어도 부분적으로 흡수성을 갖게 되거나 반-불투명(semi-opaque)하게 되는 두께로 증착되는 비선택적 흡수성 금속 재료로 형성될 수 있다.

상기 흡수층(20a)에 사용가능한 재료는 Cr, Al, Cu, Co, Ni, Zn, Sn, Ag, Pd, Pt, Ti, Va, Fe, W, Mo, Rh, Nb 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 흡수 효과 및 타 금속층과의 밀착성을 고려하였을 때 Cr이 바람직하다.

상기 흡수층(20a)의 두께는 목적하는 변색 효과에 따라서 1 내지 50 ㎚, 바람직하게는 3 내지 15 ㎚ 범위의 두께를 갖을 수 있다. 이러한 흡수층(20a)은 단일 재료로 형성될 수도 있고 다양한 재료의 조합 및 배치를 가질 수도 있고, 동일하거나 서로 다른 물리적 층 두께를 가질 수도 있다.

스페이스층(20b)은 전술한 스택 구조 내에서 스페이서(spacer)로 작용한다. 이 층은 간섭색 및 원하는 색변환 특성을 부여하는 데 효과적인 광학적 두께를 갖도록 형성된다. 따라서 이러한 스페이스층(20b)은 선택적으로 투명할 수 있으며 또는 안료의 착색 효과에 기여할 수 있도록 선택적으로 흡수성을 가질 수도 있다.

상기 스페이스층(20b)에 사용되는 재료는 특별히 제한은 없으며 해당 분야에 공지된 재료 중에서 목적에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 본 발명의 스페이스층(20b)에 사용되는 재료로는 SiO₂, SiN, Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, MgF₂ 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 사용할 수 있다. 바람직하기로는 SiO₂, Al₂O₃가 사용 가능하다.

상기 스페이스층(20b)의 두께는 원하는 색변환 효과에 따라 달라지지만 전형적으로 100 내지 800 ㎚ 범위를 갖는다. 또한, 이러한 스페이스층(20b)은 단일 재료로 형성될 수도 있고 다양한 재료의 조합 및 배치를 가질 수도 있고, 동일하거나 서로 다른 물리적 층 두께를 가질 수도 있다.

반사층(20c)은 다양한 반사성 재료로 구성될 수 있다. 바람직하기로 금속, 금속합금 또는 이들의 조합이 사용될 수 있는데 이러한 재료가 높은 반사율을 가지며 사용이 용이하기 때문이다. 예를 들면, Al, Sn, Cu, Zn, Pt, Au, Ag, Cr, Ti, Mo, Fe, Pd, Ni, Co 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 사용할 수 있다. 이들 중에서 반사 효과, 두께의 균일성, 박막화 등을 고려하였을 때 Al이 바람직하다.

또한, 상기 반사층(20c)은 동일한 재료로 이루어질 수도 있고 서로 다른 재료로 이루어질 수도 있다. 이에 더해서 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며 동일하거나 서로 다른 물리적 층 두께를 가질 수도 있다.

상기 반사층(20c)의 두께는 1 내지 200 ㎚ 범위, 바람직하게는 10 내지 100 ㎚ 범위이다. 상기 범위 미만인 경우 충분한 반사 효과를 확보할 수 없고 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 도막 품질이 저하되며 색변환 효과를 가질 수 없는 문제가 발생한다.

추가적으로 상기 반사층(20c)은 탈금속화 기술에 의해 패턴화될 수 있다. 탈금속화 기술은 습식 또는 건식 방법 등의 같은 여러 가지 방법이 패턴화에 사용될 수 있다. 또한, 이렇게 탈금속화된 부위 아래에 형광잉크를 적용하면 자외선 조사 시 탈금속된 부위로 형광을 관측할 수 있다. 또한, 추가로 자외선 형광특성, 적외선 흡수·반사특성 또는 자기특성을 가지는 층을 1층 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 적외선에 반응하여 흡수 또는 반사특성을 갖는 잉크를 사용하거나 자성잉크를 문자나 특정 패턴 또는 잉크 두께 변화를 이용한 자기특성을 추가로 적용하여 기기 감지 요소로도 활용할 수도 있다.

보안요소를 보안제품에 적용하기 위해 접착층, 보호층을 추가적으로 적층하며 이는 관련 분야의 통상적인 기술에 따라 운용될 수 있다.

본 발명에 따른 보안요소는 요철 구조가 형성된 기재를 준비하는 단계; 상기 기재의 표면 전체에 걸쳐 흡수층을 형성하는 단계; 상기 흡수층 상에 스페이스층을 형성하는 단계; 및 상기 스페이스층 상에 반사층을 형성하는 단계를 포함하여 제조된다.

구체적으로 상기 요철 구조가 형성된 기재를 준비하는 단계에 있어서, 기재의 표면에 요철 구조를 형상시키는 방법은 전술한 바를 따른다.

다음으로, 상기 기재의 표면에 걸쳐 흡수층, 스페이스층 및 반사층을 형성하는 단계에 있어서, 각 층의 증착은 진공 증착법을 통해 이루어진다.

상기 진공 증착법은 통상의 공지된 방법을 이용한다. 구체적으로, 진공 증착법에는 화학적 방법을 이용한 CVD(chemical vapor deposition)와 물리적 방법을 이용한 PVD(physical vapor deposition)가 있다. CVD에는 MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition), HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등이 있다. PVD에는 열 증착, E-Beam 증착, 레이저 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 등이 있다.

화학적 방법을 이용한 CVD는 기판에 증착하고자 하는 물질을 고체 상태가 아닌 기체 상태인 가스로 주입하고 반응 챔버 내의 기판 위에서 고온 분해 또는 고온 화학반응을 통해 증착시키는 방법이다. 이 방법은 접착력이 우수하고 복잡한 형태의 기판에 균일하게 증착시킬 수 있으며, 고순도 물질의 증착이 용이하다. 그리고 특정한 형태의 기판에 원하는 부위를 선택하여 국부적인 증착도 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 원활한 반응을 위해서는 500 ℃ 이상의 고온이 필요하게 되므로 기판이나 금속의 물성에 문제가 생길 수 있다. 최근 실용화된 PECVD(Plasma Enhanced CVD)의 경우 상대적으로 낮은 온도에서 증착할 수 있어 본 기술에 이용가능하다.

물리적 방법을 이용한 PVD는 물질을 용해 증발시켜 피처리물에 퇴적시키는 방식으로서, 증착 물질의 증발 방식에는 저항 가열, 전자빔 가열, 이온빔 가열, 레이저 가열, 고주파 유도 가열 등이 있으며, 저항 가열 및 전자빔 가열의 방식이 주로 잘 사용되고 있다. 진공 증착은 고속 성막의 면에서는 가장 우수한 방법이지만 밀착력이 너무 낮다는 문제점이 있다.

스퍼터링은 금속판에 아르곤 등의 비활성 원소를 부딪쳐서 금속 분자를 튀어나오게 하여 기재의 표면에 박막을 성막하는 기술이라 할 수 있다. 스퍼터링은 다른 진공 증착법에 비해서 박막의 밀착성이 우수한 기술이지만 가장 성막 속도가 낮은 기술로 고속 성막을 형성하기에 문제가 있다.

이온 플레이팅은 진공 챔버 내에 아르곤 등의 가스를 주입하여 진공 상태에서 플라즈마를 일으켜, 증착 물질과 가스를 이온화하여 증착될 물체에 높은 에너지를 가지고 증착하게 하는 방법이다. 증발된 입자가 고에너지를 가지고 증착되므로 증착 도금 속도도 크고 밀착도 우수하다. 일반적으로 이온 플레이팅에 의해 형성된 막은 종래의 진공 증착이나 습식 도금과 비교하였을 때 밀착력이 50 내지 100 배 뛰어나며, 방전에 의한 활성화 효과로 균일한 화합물 막을 쉽게 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서 각 층을 구성하는 물질의 종류, 기재 및 인접한 층과의 밀착력, 작업 공정의 편리성, 그리고 각 층의 품질 균일도를 고려하여 선택적으로 적용가능하다.

전술한 보안요소는 은행권, 유가증권류, 여권의 신원정보 및 사증란, 특수문서, 카드류, 각종 신분증 등에 적용한다. 이 경우 종래에 비해 시각적으로 식별성이 우수한 보안 요소를 제공할 수 있다. 또한 표면에 형성된 패턴에 따라 좌우 또는 앞뒤에서 관찰되는 색상이 다르게 보인다.

이러한 특성 이용하면 모방 위조가 발생했을 때 진위 여부를 쉽게 판별해낼 수 있다. 이렇게 제작된 색변환 보안 필름은 보안성 및 식별성이 우수하여 각종 보안제품(은행권, 여권, 신분증 등)의 위·변조 방지에 기여할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.

실시예 1 및 비교예 1 내지 2: 보안요소의 제작

[실시예 1]

필름 기재로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 두께 15 ㎛, 폭 320 ㎜를 사용하였으며 단면형상이 삼각형인 요철 몰드를 제조하였다. 삼각형의 크기는 밑변이 20 ㎛, 높이 8 ㎛으로 선정하였다. 형성된 요철은 필름의 길이방향으로 골과 산이 형성되도록 설계하고 전체 모양은 태극문양으로 제조하였다.

이어서, 필름 기재 위에 요철 형성은 자외선 경화형 엠보싱을 사용하여 구현하였다. 기재 상에 자외선 경화형 수지를 도포하고 요철 몰드롤로 압착한 후 자외선으로 경화하여 요철을 형성하였다.

요철이 형성된 필름의 다층 박막 코팅은 진공 증착 방법으로 형성하였으며 흡수층은 크롬으로 5 ㎚ 두께로 적층하고 스페이스층은 이산화규소로 증착하였으며 삼각패턴의 일측면은 360 ㎚, 다른 측면은 290 ㎚가 되도록 필름의 진행방향에 경사지도록 하여 와인딩하였으며 반사층은 알루미늄으로 40 ㎚를 증착하였다. 제작된 보안요소는 도 3과 같다.

[비교예 1]

상기 실시예 1에서 기재에 요철 구조를 형성한 것을 제외하고, 흡수층 5 ㎚, 스페이스층 360 ㎚, 반사층 40 ㎚를 증착하여 동일한 방법으로 제작하였다.

[비교예 2]

상기 실시예 1에서 기재에 요철 구조를 형성한 것을 제외하고, 흡수층 5 ㎚, 스페이스층 290 ㎚, 반사층 40 ㎚를 증착하여 동일한 방법으로 제작하였다.

실험예 1

상기 실시예 및 비교예를 통해 얻어진 필름의 색변환 효과는 각도에 따라 다른 색상을 나타낸다. 실시예 1의 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이 각각의 화살표 방향으로 봤을 때 각각 다른 색을 보임을 확인하였다. 구체적으로 필름을 정면 위에서는 밝은 남보라색을 관찰할 수 있었다. 이 때 삼각형의 좌측면이 많이 보이는 왼쪽으로 시각을 기울일 때 청색으로 급격히 색상이 변하고 더욱 기울일 경우 자주색으로 변하였다. 삼각형의 우측면이 많이 보이는 오른쪽으로 시각을 기울일 때 밝은 남보라색에서 황녹색으로 급격히 색상이 변하고 더욱더 기울일 경우 청색으로 변하였다. 이를 통해 스페이스층의 두께에 따라 관찰되는 색이 달라짐을 확인하였다. 그리고 삼각형의 앞뒤로 기울일 경우 밝은 남보라색에서 밝은 녹색으로 변하는 것을 관찰하였다. 비교예 1의 경우, 필름을 정면에서 보는 각도를 기울일 경우 청색에서 자주색으로 색상변화를 관찰할 수 있었다. 비교예 2의 경우, 황녹색에서 청색으로 색상변화를 관찰할 수 있었다. 그러나 실시예 1과 같이 삼각패턴의 좌우를 기울여 관찰할 때 나타나는 급격한 색변화와 좌우가 다른 색상으로 변화되는 것은 비교예 1 및 2에서는 확인되지 않았다.

본 발명에 따른 보안요소는 시각적으로 식별성이 우수하여 은행권, 수표, 상품권 등의 유가증권, 신용카드, 신분증 등의 카드, 여권 등에 보안요소로 사용 가능하다. 또한 변색효과는 시각적 관심을 일으킬 수 있어 브랜드의 라벨이나 제품 등에 도입되어 심미감 및 구별성을 제공할 수 있다.

10: 기재 20: 색변환층
20a: 흡수층 20b: 스페이스층
20c: 반사층

Claims (11)

1. 기재의 표면 상에 색변환층이 형성된 보안 요소에 있어서,
   상기 기재의 표면에 요철 구조가 형성된 것을 특징으로 하고,
   상기 요철 구조의 형상에 따라 일측면과 다른 측면의 색상변화가 다른 것을 특징으로 하는 보안요소.
2. 제1항에 있어서, 상기 요철 구조는 원형, 삼각형, 사다리형, 다각형 또는 물결형인 것을 특징으로 하는 보안요소.
3. 제1항에 있어서, 상기 요철 구조는 대칭형 또는 비대칭형인 것을 특징으로 하는 보안요소.
4. 제1항에 있어서, 상기 요철 구조를 갖는 기재는 열압착 또는 자외선 경화형 엠보싱 방식에 의해 제조하는 것을 특징으로 하는 보안요소.
5. 제1항에 있어서, 상기 기재는 고분자 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 보안요소.
6. 제1항에 있어서, 상기 색변환층은 기재와 접하는 면의 최소 일측면에 흡수층; 스페이스층; 및 반사층이 적층된 것을 특징으로 하는 보안요소.
7. 제6항에 있어서, 상기 흡수층은 Cr, Al, Cu, Co, Ni, Zn, Sn, Ag, Pd, Pt, Ti, Va, Fe, W, Mo, Rh, Nb 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 보안요소.
8. 제6항에 있어서, 상기 스페이스층은 SiO₂, SiN, Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, MgF₂ 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 보안요소.
9. 제6항에 있어서, 상기 반사층은 Al, Sn, Cu, Zn, Pt, Au, Ag, Cr, Ti, Mo, Fe, Pd, Ni, Co 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 보안요소.
10. 제1항에 있어서, 상기 보안요소는 추가로 자외선 형광특성, 적외선 흡수·반사특성 또는 자기특성을 가지는 층을 1층 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 보안요소.
11. 요철 구조가 형성된 기재를 준비하는 단계;
    상기 기재의 표면 전체에 걸쳐 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 흡수층 상에 스페이스층을 형성하는 단계; 및
    상기 스페이스층 상에 반사층을 형성하는 단계를 포함하는 청구항 1의 보안요소의 제조방법.

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