KR20020015339A - 위조방지 문서 제조용 공동화된 물질 함유 다층 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배향된 폴리프로필렌 코어 층 및 상기 배향된 폴리프로필렌 층의 각 면상의 하나 이상의 고밀도 폴리에틸렌 층을 갖는, 지폐 제조에 사용하기 위한 적층된 다층 필름 기재에 관한 것이다. 코어 층은 공동형성제를 첨가하여 형성된 미세공동을 함유할 수 있다. 생성된 필름은 양호한 엠보싱성, 완전접힘 특성 및 기타 특성을 나타냄으로써 지폐 및 다른 위조방지 문서의 제조에 매우 적합하게 된다.

Description

위조방지 문서 제조용 공동화된 물질 함유 다층 구조물{MULTILAYER STRUCTURE CONTAINING CAVITATED MATERIALS FOR USE IN THE PRODUCTION OF SECURITY DOCUMENTS}

지폐, 위조방지 문서 등의 제조에는 300년 이상 동안 래그(rag) 문서가 사용되어 왔다. 잘 알려져 있는 바와 같이 래그 문서는 완전 접힘성(dead foldability), 내인열성, 인쇄적성 및 엠보싱성을 비롯하여 상기와 같은 용도에 고도로 요구되는 몇가지 특성을 갖고 있다.

이러한 고도로 요구되는 특성은 다음과 같이 특징지어질 수 있다. 즉, 완전 접힘성은 접혀져서 펼쳐지지 않고 그 접힘을 유지하는 기재의 능력이다. 내인열성은 초기 및 비초기 인열 및 천공 둘다에 대한 기재의 저항 능력이다. 인쇄적성은리소그래피 인쇄 공정중에 사용되는 잉크를 흡착하여 결합시키는 기재의 능력이다. 엠보싱성은 음각 인쇄 공정중의 압력으로 변형되어 지폐 또는 위조방지 문서상에 융기된 이미지를 형성하고, 융기되어 변형된 영역에 잔류하는 음각 잉크가 지폐 또는 위조방지 문서에 대한 고도의 촉지성 또는 촉감을 제공하는 기재의 능력이다. 잘 알 수 있는 바와 같이, 이들 특성이 조합되어 지폐 등에 이들의 친숙한 촉감 및 기능성을 부여한다.

칼라 복사기 및 컴퓨터 그래픽 스캐너의 출현에 따라 지폐 위조가 현저하게 증가되었다. 현 시점에서, 비침 무늬, 금속화된 선 및 광학 가변 장치(OVD; optically variable device), 예들 들어 포토크로미, 홀로그래피 및 회절 격자를 통해 지폐 기재를 더욱 안전하게 하기 위해 주요 지폐 제조업자에 의해 활동적인 프로그램이 진행중에 있지만, 이러한 노력은 위조를 못하게 할 것이라는 기대를 오래 지킬 것으로 보이지 않는다.

위조방지 장치 및 프린트를 보호하기 위해 지폐의 반전 인쇄를 비롯한 다른 위조방지 특성이 지폐내 또는 지폐상에 도입될 수 있다.

호주 특허 제 488,652 호에는 위조방지 제품, 특히 지폐 제조에 대한 접근방법이 개시되어 있고, 위조와 관련하여 종래의 지폐에 직면한 심각한 문제점이 기술되어 있다. 상기 특허에 개시된 지폐는 열가소성 직물 또는 부직물 섬유의 웹에 친밀하게 결합된 불투명한 열가소성 시이트 물질로 된 기재를 포함하고, 상기 기재는 요구에 따라 인쇄되고 그 위에 하나 이상의 광학 가변 위조방지 장치를 갖는다. 섬유상 웹을 사용하여 지폐에 내구성, 내구김성 및 인열 강도를 부여하였다. 광학가변 특성이 광의 투과에 의존하는 무아레(Moire) 무늬와 같은 위조방지 장치가 사용된 경우, 기재내에 구멍을 뚫고 상기 장치를 삽입하여 추가의 투명한 플라스틱 시이트 물질의 층과 적소에서 결합시키는 것이 필요하였다.

호주 특허 제 488,652 호의 개시에 따라 형성된 지폐 샘플이 통상적인 지폐의 내구성 및 위조방지성을 가장 만족스럽게 달성하였다고 해 왔지만, 이 지폐는 구성이 다소 복잡하고 제조 비용이 비교적 비싼 것으로 밝혀졌다. 더욱이, 투과 위조방지 장치가 기재내의 층들 사이에 적층된 경우, 약하고 응력이 높은 부분이 형성되어 내구성 및 위조방지성 모두를 감소시켰다.

위조 방지 기술에 관한 다른 개시물로는 미국 특허 제 4,095,217 호 및 제 4,281,208 호를 들 수 있는데, 이들 특허는 태양 전지 또는 무정형 규소 물질과 같은 광발전 요소에 의해 구동되는 액정 장치의 용도에 관한 것이다.

미국 특허 제 4,472,627 호는 인공광 또는 주변광에 응답하여 코드화된 표시를 생성하는 액정/광발전 장치를 포함한 화폐 또는 기타 유가 문서에 관한 것이다. 상기 장치는 위조방지물로서 기능하고 또한 사용자가 상기 장치를 포함한 문서의 유효성을 쉽게 증명할 수 있도록 하는 수단으로서 기능할 수도 있다.

미국 특허 제 4,536,016 호에는 지폐 또는 ID 카드와 같은 위조방지 토큰이 개시되어 있는데, 이는 불투명하고 열 활성화되는 접착제 물질의 층으로 피복된 투명한 2축배향된 중합체의 필름으로부터 제조된 시이트상 기재를 포함한다. 상기 불투명 층은 중합체 필름내에 도입된 위조방지 장치, 예를 들어 회절 격자를 조사하기 위한 투명한 부분을 남기도록 도포된다. 상기 기재는 인쇄된 표시물 또는 다른 확인용 표시물을 가질 수 있고, 친밀하게 결합된 투명한 중합체 물질의 층으로 보호되었다.

미국 특허 제 4,536,016 호에서 사용된 기재는 배향된 폴리프로필렌(OPP)의 사용에 기초하였다. 몇가지 기념 지폐를 인쇄한 후, 그 플라스틱 지폐는 지폐 기재에 요구되는 많은 요건을 충족시켰지만, 3가지 중요한 부분에서 실패한 것으로 밝혀졌다. 첫째로, OPP 기재는 완전히 접히지 않아서 필름이 편평하거나 굽은 형태를 유지하여 금전등록기 및 자동 취급장치를 막히게 한다는 점에서 문제를 야기하였다. 둘째로, OPP 기재는 화폐 가공시 불량한 초기 내인열성을 갖고, 이 때문에 아주 종종 지폐 가장자리에 흠이 생겨 찢어져 버린다. 마지막으로, OPP는 음각 인쇄 공정중에 엠보싱이 잘 되지 않는다는 사실 때문에 OPP 제품은 지폐의 촉지성을 발휘하지 못하였다.

배향된 고밀도 폴리에틸렌 필름이 플라스틱 포장 부분에 사용되어 왔다. 기계방향(MD) 및 횡방향(TD)의 양 방향으로 6.5배보다 큰 배향도로 2축배향된 이러한 필름이 영국 특허 제 1,287,527 호에 기술되어 있다. 미국 특허 제 4,680,207 호는 기계방향으로 6배 이하로 배향되고, 횡방향으로는 3배 이하로 배향되되 기계방향보다는 덜 배향된 선형 저밀도 폴리에틸렌의 불균형 2축배향된 필름에 관한 것이다.

미국 특허 제 5,618,630 호는 지폐 제조를 위한 세겹 다층 필름 구조물에 관한 것이다.

전술한 필름들은 종래 기술에 비하여 특정한 이점을 제공하고 설계 요건을대체로 만족시키는 것으로 밝혀졌지만, 지폐 및 위조방지 제품의 제조에 전형적으로 사용되는 유형인 고품질의 래그형 문서의 특성을 제공하는 필름이 여전히 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 고품질 래그 문서의 특성을 갖는 다층 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하고 상당히 내구성이면서 고품질 문서의 완전접힘 특성을 갖는 상기 다층 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 초기 및 비초기 인열 및 천공 둘다에 대해 적어도 한 방향으로 고도의 내인열성을 갖는 다층 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 고품질 문서의 인쇄적성 및 엠보싱성을 갖는 다층 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 고온, 예를 들어 약 150℉에서 고도의 말림내성을 갖는 다층 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 잉크 마모를 어렵게 하여 지폐 수명을 길게 하는 지폐 제조에 적합한 다층 필름을 제공하는 것이다. 이러한 필름은 잉크면을 래커 또는 폴리우레탄과 같은 보호 코팅으로 씌우지 않아도 고도의 내구성을 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 몇몇 이점은 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위를 읽으면 당해 기술분야의 숙련자에게 명백해질 것이다.

발명의 요약

본 발명의 다층 필름은 세겹 구조물이다. 바람직한 실시태양에서는, 하나 이상의 배향된 폴리프로필렌(OPP) 층이 이 OPP 층의 어느 한쪽 면에서 하나 이상의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 층으로 둘러싸인다.

본 발명의 다층 필름은 반복적인 접기 테스트에서 양호한 성능을 나타낸다. 또한, 본 발명의 다층 필름 구조물은 배향된 방향 및 비배향된 방향 둘다에서 높은 인열 강도를 갖는다.

본 발명에 따르면,

(a) 내부 면 및 외부 면을 갖고, 약 0.94 이상의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 약 50 중량% 이상을 포함하고, 적어도 제 1 방향에서 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향에 존재하는 배향도보다 3배 이상 작은 배향도로 배향되는 불균형 2축 배향된 제 1 층;

(b) 내부 면 및 외부 면을 갖고, 폴리프로필렌 약 90 중량% 이상 및 공동형성제를 포함하고, 적어도 제 1 방향에서 4:1 이상의 배향비로 배향되고, 상기 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향에서 6:1 이상의 배향비로 배향된 균형 2축 배향된 제 2 층;

(c) 내부 면 및 외부 면을 갖고, 약 0.94 이상의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 약 50 중량% 이상을 포함하고, 적어도 제 1 방향에서 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향에 존재하는 배향도보다 3배 이상 작은 배향도로 배향된 불균형 2축 배향된 제 3 층; 및

(d) 제 1 층(a)과 제 3 층(c)의 내부 면 사이에 배치된 적층 접착제 수지를 포함하며,

상기 제 2 층은, 상기 제 3 층의 제 1 배향 방향이 제 1 층의 제 1 배향 방향과 실질적으로 정렬되도록 제 1 층 및 제 3 층에 적층되고, 제 1 층(a)은 그의 내부 면에 공압출된 프로필렌 공중합체 표피를 추가로 포함하는, 지폐, 위조방지 문서 등의 제조에 사용하기 위한, 말림내성을 갖고 단면 대칭적인 적층된 다층 필름 기재가 제공된다.

본 발명은 지폐, 여행자 수표 및 은행 발행 수표를 비롯한 위조방지 문서와 같은 문서-유사 제품을 제조하는데 사용하기 위한 다층 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 지폐 및 위조방지 문서를 제조하는데 전형적으로 사용되는 고품질 문서의 특성을 갖는 다층 필름에 관한 것이다.

본 발명의 다층 필름의 형성에 있어서, 기재의 하나 이상의 층은 배향된 폴리프로필렌 및 공동형성제를 포함한다. 배향된 폴리프로필렌을 코어에 사용하면 높은 인장 특성 및 반복적인 접기 시험에서 높은 성능이 얻어진다. 공동형성제를 코어에 사용하면 두꺼운 불투명화 코팅에 대한 필요성을 최소화하는 양호한 불투명성이 얻어진다.

배향된 폴리프로필렌(OPP)을 코어에 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 나일론 또는 폴리에스테르와 같은 필적하는 인장 강도를 갖는 다른 2축배향된 중합체도 또한 사용될 수 있다. OPP 코어는 다른 층에 대한 접착력에 영향을 미치는 임의의 첨가제, 예를 들어 대전방지제 및 실리콘을 함유하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 코어 층은 또한 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및/또는 탄산칼슘과같은 고형 공동형성제 주위에 공동을 형성함으로써 형성된 복수의 공극을 포함할 수도 있다. 미국 특허 제 5,288,548 호, 제 5,264,277 호 및 제 4,632,869 호(이들의 내용은 본원에서 참고로 인용됨)에 기술된 바와 같은, 예를 들어 직경 0.2 내지 2 미크론의 폴리부틸렌 테레프탈레이트가 적합한 공동형성제이다. 구형 입자는 배향시 미세공극을 형성하여 백색의 불투명 제품을 생성한다.

공동형성제를 코어 층에 사용함으로써 양호한 불투명성이 얻어지고, 따라서 두꺼운 불투명화 코팅에 대한 필요성이 감소하게 되어 지폐의 중량이 줄어든다. 중량이 감소함으로써 새로 인쇄된 지폐가 인쇄 종결시에 시이트로 쌓일 때의 오프셋을 개선시킨다. 지폐 더미의 바닥에 있는 지폐는 더미의 중량이 감소함으로 인해 더 낮은 압력에 노출될 것이다.

본 발명의 지폐 및 다른 위조방지 문서 제조용의 다층 필름 기재를 형성하는데 있어서, 기재의 2개 이상의 층은 약 0.94 이상, 바람직하게는 약 0.945 이상의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 다량으로 함유해야 한다. 이들 필름 층은 오로지 단일 HDPE 수지, HDPE 수지의 혼합물, 또는 소량의 다른 중합체 물질(예: 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 알콜(EVOH) 공중합체, 에틸렌 프로필렌(EP) 공중합체, 에틸렌 프로필렌 부텐-1(EPB) 공중합체, 폴리에스테르 또는 나일론)을 함유하는 HDPE만으로 구성될 수도 있지만, 본 발명의 실시에서는 단일 HDPE 수지 또는 HDPE 수지의 블렌드가 특히 바람직하다. HDPE 수지의 블렌드 또는 미세결정질 왁스를 사용하여 제조된 필름은 필름이 TD 방향으로 파단되는 경향으로서 증명되는 필름의 쪼개짐성을 감소시키는것으로 밝혀졌다.

HDPE 중합체의 블렌드가 사용되는 경우, 이러한 블렌드는 2종 이상의 중합체를 포함할 수 있고, 바람직하게는 모든 중합체가 0.94 이상의 밀도를 갖는다. HDPE 중합체의 블렌드는 0.6 내지 1.2의 용융 지수를 갖는 다량의 HDPE 및 다른 용융 지수를 갖는 1종 이상의 중합체를 포함하는 것이 유리하다.

또한 3원 블렌드가 바람직할 수도 있다. 적합한 3원 블렌드는 일반적으로 0.96 이상의 밀도 및 0.5 내지 약 2.0의 용융 지수를 갖는 HDPE 50 내지 98 중량%, 바람직하게는 84 내지 96 중량%; 0.94 이상의 밀도 및 0.1 내지 0.5의 용융 지수를 갖는 HDPE 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 내지 8 중량%; 및 0.96 이상의 밀도 및 2 내지 약 8의 용융 지수를 갖는 HDPE 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 내지 8 중량%를 포함한다.

바람직하게는, 소량 성분인 제 2 및 제 3 HDPE 중합체는 거의 동일한 양으로 존재한다.

특히 바람직하게는, 본 발명의 필름 기재는 (a) 약 0.94 이상의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 약 50 중량% 이상을 포함하고, 적어도 제 1 방향, 예를 들어 기계방향(MD)으로 배향되되, 상기 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향, 예를 들어 횡방향(TD)으로 존재하는 배향도보다 3배 이상 작은 배향도로 배향된 제 1 층; (b) 폴리프로필렌 약 90 중량% 이상을 포함하고, 적어도 제 1 방향, 예를 들어 기계방향(MD)으로 3:1 이상의 배향비로 배향되고, 상기 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향, 예를 들어 횡방향(TD)으로 6:1 이상의 배향비로 배향된 제 2 층;및 (c) 또한 약 0.95 이상의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 약 50 중량% 이상을 포함하고, 또한 적어도 제 1 방향, 예를 들어 기계방향(MD)으로 배향되되, 상기 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향, 예를 들어 횡방향(TD)으로 존재하는 배향도보다 3배 이상 작은 배향도로 배향된 제 3 층을 포함하며, 상기 제 3 층은 제 3 층의 제 1 배향 방향이 제 1 층의 제 1 배향 방향과 실질적으로 평행(또는 정렬)하도록 필름 기재에 적층된다.

불균형 2축배향을 갖는 HDPE 필름을 제조하는 방법은 미국 특허 제 4,870,122 호에 개시되어 있고, 이의 내용은 그 전체가 본원에서 참고로 인용된다.

잘 알 수 있는 바와 같이, 본원에 기술된 유형의 다층 필름에 있어서 내인열성 개선의 목적을 달성하기 위해, 배향가능한 적층 수지, 예를 들어 폴리우레탄이 층들 상이에 배치되고, 배향된 수지에서의 1차 배향 방향이 제 1 및 제 3 HDPE 필름 층의 1차 배향 방향과 실질적으로 수직이 되도록 배향되는 경우, 1차 배향 방향이 실질적으로 서로 평행하게 정렬되도록 적층된 불균형 2축배향된 HDPE 필름은 증가된 내인열성을 나타낼 수 있음이 밝혀졌다. 한 실시태양에서, 적층 접착제 수지의 이러한 1차 배향 방향으로의 배향은 적층 단계 자체중에, 바람직하게는 기계방향(MD)으로 달성된다.

적당한 배향도가 바람직한 물성을 제공하는 한, HDPE 필름 층의 배향도는 본 발명의 중요한 측면이다. 0.957 이상의 밀도를 갖는 고밀도 HDPE 수지는 주조 압출에 의해 얇은 필름으로 직접 제조될 수 있지만, 말림, 균일성 및 편평성의 문제가 존재한다. 따라서, 4 내지 15 밀의 주조 게이지(이는 신장, 즉 배향에 의해 목적하는 게이지로 감소됨)를 갖는 필름으로부터 제조된 불균형 2축배향 필름을 사용할 때, 특성들이 가장 잘 균형을 이룬 약 0.8 내지 1.5 밀의 얇은 HDPE 필름이 수득된다.

필름은 통상적인 방법으로 제조되고 배향된다. 필름을 그의 배향 온도로 가열하고, 우선 2세트의 닙 롤 사이에서 MD 배향시키고, 목적하는 연신비율과 동일한 비율로 제 1 회전보다 빠른 속도로 제 2 회전시킨다. 이어서, 필름을 가열하여 텐터 프레임(tenter frame)에서 횡방향 신장을 실시함으로써 TD 배향시킨다. 전형적으로 MD 배향은 60 내지 120℃에서 수행되고, TD 배향은 110 내지 145℃에서 수행된다.

제 1 필름 방향의 배향도는 제 1 방향과 실질적으로 수직인 방향으로 존재하는 배향도보다 3배 이상 작은 것이 바람직하지만, 각각의 HDPE 필름 층이 기계방향(MD)으로는 약 1.1 내지 약 2.0배 정도로 배향되고 횡방향(TD)으로는 약 6 내지 약 12배 정도로 배향되는 것이 더욱 특히 바람직하다. 약 110 피트/분(fpm) 이하의 주조기 속도(1.25배 MD 배향에서의 선속도 140 fpm에 상응함)에서 우수한 품질을 갖는 HDPE 필름 층이 제조될 수 있음이 밝혀졌다. 대안으로, 제 1 필름 방향의 배향도는 제 1 방향과 실질적으로 수직인 방향으로 존재하는 배향도보다 3배 이상 클 수 있다. 비배향된 취입성형된 HDPE도 제 1 및 제 3 층으로서 사용되어 본 발명의 다층 피름 기재에서 어느 정도의 완전접힘성을 여전히 유지시킬 수 있다.

사용되는 경우, 이러한 불균형 배향도는 구조물의 HDPE 성분에서 관심있는효과를 발생한다. 그 효과는 가시적인 파형 및 줄을 갖는 외관인데, 상기 파형은 횡방향 배향과 평행하다. 저배율에서는 HDPE 필름의 각 평방 센티미터에서 배향 방향과 대체로 평행한 약 5 내지 약 30개의 불연속적인 물결 모양 파형 및 줄이 보일 것이다. 이러한 효과는 필름에 약간 반투명한 외관을 부여하는데, 이는 필름을 통해 보이는 멀리 있는 물체를 약간 흐릿하게 보이게 하는 경향이 있다. 이러한 효과는 층들이 불균형 방식으로 배향되었음을 나타낸다. 본 발명의 실시에 사용하기 위한 고밀도 폴리에틸렌으로는 미국 특허 제 4,870,122 호에 개시되어 있는 것들이 포함된다.

배향된 폴리프로필렌 층에 있어서 배향은 본질적으로 양 방향으로 균형잡힌 인장 특성을 제공하도록 조절된다.

본 발명의 문서-유사 제품에 요구되는 목적하는 표면 특성을 달성하기 위해, 하나 이상의 표피 층을 임의의 공지된 방법으로 다층 HDPE 기재 물질에 도포할 수 있는데, 예를 들어 HDPE를 배향전에 코팅하거나 공압출함으로써 또는 배향 조작중 하나 또는 둘다 이후에 코팅함으로써 도포될 수 있다. 표피 층은 폴리올레핀 필름, 특히 폴리에틸렌 필름과 관련하여 이러한 목적으로 사용되는 통상적인 물질중 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 인쇄 용이한 표면을 달성하기 위해서는 중합체 수지를 필요에 따라 충전제, 섬유, 안료 등과 블렌딩할 수 있다. 또한, 미국 특허 제 4,377,616 호, 제 4,632,869 호, 제 4,758,462 호 등에 개시된 필름과 같은 공극이 형성된 필름을 다층 HDPE 기재에 적층하여 이들 구조물의 불투명 특성을 본 발명의 필름에 부여할 수도 있다.

상기한 바와 같은 HDPE-함유 층(a) 및 (b)는 그의 적어도 한쪽 면, 바람직하게는 그의 내부 면 및 외부 면 둘다에 구비된 공중합체 폴리프로필렌 표피, 예를 들어 에틸렌-프로필렌-부텐-1 터폴리머를 추가로 포함할 수 있다. 한 실시태양에서, 상기 표피 자체는 또한 층(a), (b) 및 (c)를 적층하는데 사용되는 접착제 수지중의 성분과 유사한 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 상기 표피의 10 내지 20 중량%를 구성할 수 있고, 나머지는 공중합체 폴리프로필렌이다.

적층된 표면들 사이에 보다 큰 접착력을 제공하는 적합한 접착-촉진 프라이머, 예를 들어 폴리에틸렌이미드, 에폭시, 폴리우레탄 및 아크릴수지로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체가 공중합체 폴리프로필렌 표피(층(a) 및 (b)의 내부 면상에 있음)과 적층 접착제 수지 사이에 제공될 수 있다. 프라이머 조성물은 본원에서 참고로 인용된 미국 특허 제 4,447,494 호 및 제 4,681,803 호에 개시되어 있다.

코팅된 기재는 적층 전 또는 후에 엠보싱되거나 건조되거나 인쇄되거나 텍스튜라이징 또는 달리 처리될 수 있고, 이러한 처리는 적층된 층의 내면 또는 외면상에서 수행되어 예를 들면 지폐의 속성, 중요성 또는 가치를 시각적 및/또는 촉각적으로 인식하게 한다. 인쇄 방법으로는 리소그래피, UV-스크린, 플렉소그래피, 그라비어 및 음각 인쇄 방법이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다. 임의의 플렉소 또는 그라비어 인쇄가능한 잉크, 색상 또는 기계 판독가능한 잉크, 예를 들면 리소그래픽, IR, UV, 자기 및 음각 잉크를 사용할 수 있다. 코어상의 인쇄 또한 안전특성이 된다.

본 발명의 불투명한 공동화된 3겹 구조는 불투명성을 잃지 않으면서 표면에 인쇄될 수 있다. 이는 비교적 높은 온도(70℃ 초과) 및 압력(1000psi 초과)을 사용하는 음각 공정에서는 놀라운 결과이다. 적층되지 않은 공동화된 필름은 일반적으로 유사한 조건 하에서 그의 공동화가 깨지고 불투명성을 잃는다. 공동화는 잉크가 받는 마모력을 감소시키는 쿠션 역할을 하여 잉크가 더욱 내마모성이 되도록 한다.

본 발명을 수행하기 위해 사용될 수 있는 적층 기술은 당해 기술분야에 공지되어 있고 다음과 같은 예가 있다: 예를 들면 적층 접착제 수지, 바람직하게는 투명 시약을 사용한 접착제-결합 또는 시멘팅; 용매의 증기가 함께 결합될 표면상에 분사되는 용매-결합; 열가소성 시이트에 열간 압연 또는 가압 조작이 실시되는 열 결합에 의한 열 적층; 하나의 층이 제 2 층상에 주조되고 제 2 층이 기재를 형성하는 주조-적층; 또는 당해 기술분야에 공지된 캘린더링 조작에서와 같은 압출 또는 연신-적층.

2-부분 폴리우레탄 수지, 즉 에이치. 비. 풀러 캄파니(H. B. Fuller Co.)로부터 시판되는 WD4110과 같은 무용매 또는 100% 고형물 접착제 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 100% 고형물 적층 접착제는 용매계 접착제에 대한 효과적인 대안이다. 100% 고형물 적층 접착제는 우수한 투명성, 인쇄 향상성, 높은 결합 강도 및 열 밀봉 내성을 본 발명의 적층된 다층 필름 구조물에 부여한다.

불연속 위조방지 장치, 예를 들면 광학 가변 장치(OVC)가 기재 안에 도입될때, 상기 장치는 기재에 부착된 파우치중에 포함될 수 있다. 반면, 광학 가변 장치 자체가 적층된 기재의 하나(또는 두개)의 층 안에 또는 층들 사이에 도입될 수도 있고, 층들 사이에 형성된 투명하게 정의된 파우치 안에 물리적으로 불연속적인 장치를 도입할 필요는 없다.

광학 가변 장치(OVD), 자기 장치, 전자 장치 및 희토류 원소-함유 장치로 이루어진 군으로부터 선택된 것과 같은 임의의 적합한 위조방지 장치를 본 발명에 사용할 수 있고, OVD가 특히 바람직하다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 "광학 가변"이란 용어는 가역적이고 예측가능하며 재현가능한 방식으로 외관을 변화시키도록 용이하게 제조될 수 있는 임의의 장치를 의미한다. 이러한 장치의 외관은 예를 들면 체열 또는 손으로 인한 압력의 적용, 관측 각도의 변화, 및 관측시의 광 조건에 따라 변화될 수 있다. 본 발명에 의해 의도되는 장치의 유형은 회절 격자, 액정, 무아레 무늬 및 중첩된 굴절성이고 렌즈 모양이며 투명한 격자, 예를 들면 프레스넬 렌즈(Fresnel lense)를 사용하거나 사용하지 않는 크로스-격자에 의해 생성된 유사 무늬, 다양한 간섭 무늬 등을 나타내는 이격된 부분적으로 반사성이고 부분적으로 투명성인 코팅, 복굴절성 또는 편광층, 윤대판(zone-plate) 등이다.

일반적으로, 이러한 속성의 광학 활성 장치는 숙련되지 않은 자에게도 용이하게 인지되지만, 사진 및 인쇄 기술에 의해 재현되기에는 아직은 극도로 어렵다. 게다가, 재현가능한 양식으로 하나의 임의의 이러한 장치를 생산하고 본 발명에 의해 기술된 바와 같은 플라스틱 적층물에 이러한 장치를 도입하면 대다수의 소위 날조자의 공급원이 되지 못할 것이다. 지폐와 같은 가요성 문서 유사 제품의 경우, 물론 광학 가변 장치는 자체가 시이트형이면서 가요성이고 얇아야 하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 장치가 적층물에 사용되는 플라스틱 물질과 상용가능하여 결합을 용이하게 하고 시간변화에 따른 반응상의 변화를 완화시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 광학 가변 장치의 한가지 바람직한 형태는 회절 무늬로 엠보싱된 금속화된 열가소성 필름으로 구성된 반사 회절 격자일 수 있다. 무허가 복제를 목적으로 엠보싱 무늬에 접근하는 것을 방지하기 위해, 본 발명에 따르면 금속화된 필름의 각 면상에 금속 층과 유사한 용해 특성을 갖는 열가소성 물질 층을 사용하여 차등 식각에 의한 분리를 매우 어렵게 하는 것이 바람직하다. 또다른 바람직한 장치는 박막의 각 면상에 정교한 선 또는 점 무늬를 사진술로 재현함으로써 형성된 무아레 무늬이다. 점 및 선들의 간격은 인쇄 기술에 의해 재현될 수 없을 만큼 정교하게 만들기 쉽고 무아레 무늬는 훨씬 큰 규모로 나타낼 수 있다. 지폐에 사용하기 위해서는 독특한 회절 및 무아레 무늬가 종종 바람직할 것이고 컴퓨터 및 사진-환원법과 같은 기술이 이들을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

위조방지 장치 및 프린트를 보호하기 위한 지폐의 반전 인쇄를 비롯한 그 밖의 위조방지 특성이 지폐내에 또는 지폐상에 도입될 수 있다.

본 발명에 의해, 본 발명에 따른 필름과 유사하되 "크로스-배향된" 필름은 150℉ 이상의 온도에서 돌돌 말리기 쉽다는 것이 밝혀졌다. 이러한 크로스-배향된 필름은 제 2 층의 제 1(1차) 배향 방향이 제 1 층의 제 1(1차) 배향 방향과 실질적으로 수직이 되도록 제 2 층이 필름 기재에 적층된다는 것을 제외하고는 본 발명에 따른 필름과 유사하다. 이러한 돌돌 말리는 현상은 각 층의 기계방향과 횡방향에서 고온에서 수축하는 정도의 차이 때문인 것으로 생각된다. 층들의 코팅 또는 표피가 층들의 HDPE 성분과 상이한 수축계수를 갖는 경우에 추가의 말리는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 불균형적인 수축과 그에 따라 말리는 현상은 하나의 층의 전체적인 수축성을, 여기에 제 1 층과 동일하고 제 1 층의 거울상으로서 제공되는 제 2 층을 적층시킴으로써 균형을 이루게 해주면 해결될 수 있다. 달리 말하면, 층상 필름 구조의 절반은 다른 것의 거울상이고, 대칭면은 층상 필름 구조물 단면의 수평 중심선을 따른다. 이는 단면이 대칭인 층상 필름 구조물을 제공한다. 이러한 필름의 예는 ABA, ABBA, ABCCBA, ABCDCBA 등의 구조로서, 여기서 각각의 문자는 필름 층, 표피, 코팅 또는 접착제 층을 나타낸다. 이러한 단면 대칭적인 층상 필름 구조물은 반드시 "평행-배향된" 구조물로서, 즉 제 1 층의 제 1 배향 방향은 거울상 요건을 만족시키기 위해서 제 2 층의 제 1 배향 방향과 평행하다. 이러한 구조는 대칭 구조를 제공하는데, 여기서 마주보는 수축력은 서로 상당한 정도까지 반대작용한다. 그러나, 이러한 2층 평행 구조는 한 방향으로, 예를 들어 2개의 TD 배향된 필름이 사용되는 경우에는 TD 방향으로 불량한 인열 특성을 나타낼 수 있다.

본 발명에 의해, 묶여진 층들의 1차 배향 방향에 대해 실질적으로 수직인 1차 배향 방향으로 배향된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및/또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 적층 수지가 인열 경향이 감소된다는 것이 밝혀졌다. 적층 수지는 자체가 적층중에, 바람직하게는 수지가 적어도 부분적으로 또는 완전히 고형화된 후, 바람직하게는 기계방향으로 어느 정도 배향될 수 있다. 이러한 배향은 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 즉 75%의 적층 접착제 수지의 총 드로다운(drawdown)에 따라 1.5 내지 10배, 바람직하게는 4 내지 6배일 수 있다.

또한, 본 발명에 의해, 적층 접착제 수지로서 100% 고형물 수지를 사용함으로써, 적층 절차로부터 발생하는 배향 효과를 향상시키고 결과적으로 말림내성 및 향상된 화학약품 내성을 나타내는 다층 필름을 수득할 수 있음이 밝혀졌다.

HDPE 함유 층의 하나 또는 둘은 내인열성 면에서 한 방향에서, 적층 접착제 수지 및 OPP 함유 코어 층보다 훨씬 더 약한 정도로 약화될 수 있다. 위조 목적으로 구조물을 층분리하고자 할 경우, 외부 인쇄된 HDPE 함유 층들의 작은 스트립만이 제거될 것이다. 전체 HDPE 함유 층은 제거되지 않을 것이다.

HDPE 함유 층은 제조중 공정 조건을 사용하면 찢어져서 약해질 수 있다. 또한, 레이저 기술 및/또는 눈을 새기는 기술(nicking)과 같은 미세천공 기술은 HDPE 함유 층들을 약화시킬 것이다. 이러한 미세천공은, 예를 들면 약 50 내지 약 300 도트/인치(dpi)로 대각선 또는 한 방향이다.

HDPE 층은 또한 배향중 층을 섬유화시키거나 분열시키는 비상용성 접착제의 첨가를 통해 찢어져서 약해질 수 있다. 결정화를 수행하는 적합한 비상용성 중합체 첨가제는 폴리에스테르(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리스티렌 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 일반적으로, 약 1 내지 약 10 중량%, 바람직하게는 약 4 내지 약 8 중량%의 비상용성 첨가제를 HDPE 층에 첨가할 수 있다. 섬유화는비상용성 중합체의 긴 평면 영역을 둘러싸는 배향된 HDPE 영역을 생성하여 찢어짐이 적은 영역을 생성한다.

OPP 코어 층은 약화되지 않고 본질적으로 전체적인 구조물의 인장 특성 및 내인열성을 제공한다.

본 발명을 하기 비제한적인 실시예에 의해 추가로 설명한다.

본 실시예는 양호한 완전접힘 특성을 갖는 지폐를 제조하기에 적합한 본 발명에 따른 다층 필름 기재의 제조법을 나타낸다.

실시예 1

HDPE를 공중합체 폴리프로필렌 표피와 함께 양쪽 면상에 공압출하여 제 1 층(a)을 형성함으로써 1.15 밀의 최종 두께를 갖는 다층 배향된 필름 기재를 제조한다. 사용된 HDPE는 0.96의 밀도 및 1.0의 용융 지수를 갖는, 미국 텍사스주 달라스 소재의 옥시덴탈 케미칼 코포레이션(Occidental Chemical Corp.)으로부터 시판되는 옥시켐(Oxychem) M-6211이다. 공중합체 폴리프로필렌 표피는 일본의 짓소 코포레이션(Chisso Corp.)으로부터 시판되는 에틸렌-프로필렌-부텐-1 터폴리머인 짓소 7510 90 중량% 및 미국 코네티컷주 노르워크 소재의 모빌 케미칼 캄파니(Mobil Chemical Co.)로부터 시판되는 저밀도 폴리에틸렌인 노빌(Nobil) LKA-753 10 중량%를 포함한다. HDPE는 생성되는 필름 층(a)의 약 90 중량%를 구성하고, 표피는 10 중량%(각각의 면에서 5 중량%씩)를 구성한다. 이어서, 필름(a)을 텐터 프레임내에서 약 115℃에서 MD 방향으로 1.4배 배향시키고, 약 115 내지 140℃에서 TD 방향으로 6 내지 12배, 예를 들어 10배 배향시킨다.

층(a)은 에이치. 비. 풀러 캄파니로부터 시판되는 2-부분 폴리우레탄 수지인 WD4110을 사용하여 폴리부틸렌 테레프탈레이트(1.20mil 오팔라이트(OPPalyte, 등록상표) 420 HTW)를 함유한 OPP 층에 100% 고형물로 접착 적층된다.

상기 두겹 층은 또한 상기 또다른 HDPE 층에 풀러 WD4110을 사용하여 100% 고형물로 접착 적층된다.

본 발명을 바람직한 실시태양으로 기술하였지만, 당해 기술분야의 숙련자라면 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 변형 및 변화가 이루어질 수 있음은 물론이다. 이러한 변형 및 변화는 첨부된 특허청구범위의 범위내에 드는 것으로 간주된다.

Claims (15)

1. (a) 내부 면 및 외부 면을 갖고, 약 0.94 이상의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 약 50 중량% 이상을 포함하고, 적어도 제 1 방향에서 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향에 존재하는 배향도보다 3배 이상 작은 배향도로 배향되는 불균형 2축 배향된 제 1 층;

   (b) 내부 면 및 외부 면을 갖고, 폴리프로필렌 약 90 중량% 이상 및 공동형성제를 포함하고, 적어도 제 1 방향에서 4:1 이상의 배향비로 배향되고, 상기 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향에서 6:1 이상의 배향비로 배향된 균형 2축 배향된 제 2 층;

   (c) 내부 면 및 외부 면을 갖고, 약 0.94 이상의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 약 50 중량% 이상을 포함하고, 적어도 제 1 방향에서 제 1 방향과 실질적으로 수직인 제 2 방향에 존재하는 배향도보다 3배 이상 작은 배향도로 배향된 불균형 2축배향된 제 3 층; 및

   (d) 제 1 층(a) 및 제 3 층(c)의 내부 면 사이에 배치된 적층 접착제 수지를 포함하며,

   상기 제 2 층은, 상기 제 3 층의 제 1 배향 방향이 제 1 층의 제 1 배향 방향과 실질적으로 정렬되도록 제 1 층 및 제 3 층에 적층되고, 제 1 층(a)은 그의 내부 면에 공압출된 프로필렌 공중합체 표피를 추가로 포함하는, 지폐, 위조방지 문서 등의 제조에 사용하기 위한, 말림내성을 갖고 단면 대칭적인 적층된 다층 필름 기재.
2. 제 1 항에 있어서,

   제 1 층(a) 및 제 3 층(c)이 이들의 한 면 이상에 공중합체 폴리프로필렌 표피를 추가로 포함하는 필름 기재.
3. 제 1 항에 있어서,

   제 1 층(a) 및 제 3 층(c)이 이들의 내부 면 및 외부 면에 공중합체 폴리프로필렌 표피를 추가로 포함하는 필름 기재.
4. 제 1 항에 있어서,

   적층 접착제 수지(d)가 무용매 접착제를 포함하는 필름 기재.
5. 제 4 항에 있어서,

   적층 접착제 수지(d)가 폴리우레탄을 포함하는 필름 기재.
6. 제 1 항에 있어서,

   적층 접착제 수지(d)가 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 필름 기재.
7. 제 1 항에 있어서,

   제 1 층(a)과 제 3 층(c) 사이에 위조방지 장치(e)를 추가로 포함하는 필름 기재.
8. 제 7 항에 있어서,

   위조방지 장치가 광학 가변 장치(OVD; optically variable device), 자기 장치, 전자 장치 및 희토류 원소-함유 장치로 이루어진 군으로부터 선택되는 필름 기재.
9. 제 1 항에 있어서,

   적층 접착제 수지(d)로 적층시키기 전에 층(b)에 인쇄된 위조방지장치(e)를 추가로 포함하는 필름 기재.
10. 제 3 항에 있어서,

    외부 면 상의 공중합체 폴리프로필렌 표피가 불투명화 코팅으로 외부 코팅되는 필름 기재.
11. 제 1 항에 있어서,

    지폐 형태인 필름 기재.
12. 제 1 항에 있어서,

    제 1 방향이 기계방향(MD)이고 제 2 방향이 횡방향(TD)인 필름 기재.
13. 제 1 항에 있어서,

    제 1 층 및/또는 제 3 층이 폴리에스테르, 폴리올레핀 및/또는 나일론을 포함하는 필름 기재.
14. 제 1 항에 있어서,

    공동형성제가 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 칼슘 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 필름 기재.
15. 제 14 항에 있어서,

    공동형성제가 폴리부틸렌 테레프탈레이트인 필름 기재.