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KR102008934B1 - 발광 물질을 포함한 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법 - Google Patents

발광 물질을 포함한 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법 Download PDF

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KR102008934B1
KR102008934B1 KR1020180147771A KR20180147771A KR102008934B1 KR 102008934 B1 KR102008934 B1 KR 102008934B1 KR 1020180147771 A KR1020180147771 A KR 1020180147771A KR 20180147771 A KR20180147771 A KR 20180147771A KR 102008934 B1 KR102008934 B1 KR 102008934B1
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light emitting
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substrate
plastic product
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최일훈
김현준
오현진
이세현
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한국조폐공사
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Abstract

진위 판별이 가능한 플라스틱 제품으로서, 플라스틱 소재로 이루어지는 기재, 상기 기재 내에 포함되고 제1 파장을 포함하는 입사광에 대해 제2 파장을 포함하는 방출광을 방출하는 발광 물질을 포함하며, 상기 진위 판별은 상기 입사광을 조사한 후 상기 방출광을 검출하여 수행되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품이 개시된다. 본 발명에 따르면, 플라스틱 제품으로부터 방출되는 발광 스펙트럼을 검출하는 간단한 방법으로 플라스틱 제품의 진위 판별을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

발광 물질을 포함한 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법{PLASTIC PRODUCT COMPRISING PHOTOLUMINESCENT MATERIAL AND METHOD FOR DETERMINING AUTHENTICITY OF THE SAME}
본 발명은 진위 판별이 용이한 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법에 관한 것이다.
플라스틱 소재는 가볍고 기계적 특성 및 가공성이 우수하여 일반 소비재, 화장품, 의약품, 음식물 등의 용기, 자동차 및 항공기 부품, 전자제품, 건축자재 등 다양한 제품에 활용되고 있다.
최근 플라스틱 제품을 승인되지 않은 소재로 제조하는 위변조 사례가 증가하고 있어, 문제가 되고 있다. 자동차 및 항공기 부품이나 건축자재 등 플라스틱 소재 자체에 특별한 기능성이 요구되는 분야의 경우 플라스틱 제품의 위변조는 해당 제품의 기능성 및 안정성을 신뢰할 수 없게 한다. 또한 화장품이나 의약품, 음식물 등을 수용하기 위한 플라스틱 용기의 위변조 문제는 그 용기에 담긴 내용물의 진위 여부와 관련되어 특히 심각하게 인식되고 있다.
플라스틱 제품에 보안성을 부여하는 기술로는 한국등록특허 제1203199호 및 한국등록특허 제1697224호가 있다. 한국등록특허 제1203199호에는 마이크로 렌즈 어레이와 마이크로 이미지 어레이를 포함하는 입체 보안요소를 인몰드 사출공정을 이용하여 플라스틱 제품 내에 포함시키는 기술이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1697224호에는 화장품 용기 뚜껑에 입체 판넬을 결합하여 외부에서 입체 이미지가 관찰되도록 하는 기술이 개시되어 있다.
이러한 기술들은 모두 소비자가 시각적으로 특정 이미지를 관찰함으로써 진위 여부를 식별할 수 있도록 한 것으로, 시각 효과에 의존하기 때문에 진위 식별에 한계가 있다. 가령 유사한 이미지가 관찰되도록 위변조 되는 경우, 소비자는 시각적으로 관찰하는 것만으로는 진위를 판별하기 어려울 수 있다.
또한 제품의 특정 위치에 보안 요소가 적용되었다는 점이 육안으로 쉽게 확인되므로, 위변조를 시도하는 것이 상대적으로 용이할 수 있다.
또한, 이러한 기술들은 기본적으로 플라스틱 제품의 시각적 디자인에 영향을 미칠 수 밖에 없어 적용 범위에 한계가 있을 수 있다.
KR 10-1203199 B1 KR 10-1697224 B1
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 육안 식별에 의존하지 않고 전용 기기를 이용하여 진위를 판별할 수 있도록 함으로써 보안성을 향상시킨 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 적용된 보안 요소가 육안으로는 인식되지 않아 위변조 시도가 상대적으로 어려운 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 플라스틱 제품의 디자인에 영향을 미치지 않고 보안 기능을 부여할 수 있는 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 플라스틱 제품은, 진위 판별이 가능한 플라스틱 제품으로서, 플라스틱 소재로 이루어지는 기재, 상기 기재 내에 포함되고 제1 파장을 포함하는 입사광에 대해 제2 파장을 포함하는 방출광을 방출하는 발광 물질을 포함하며, 상기 진위 판별은 상기 입사광을 조사한 후 상기 방출광을 검출하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 파장은 적외선 파장 범위일 수 있다.
상기 발광 물질은, 다음의 일반식(1) 내지 (6) 중 적어도 어느 하나의 물질일 수 있다.
일반식(1); Ba1-xSnAxO3 (0<x<0.4, A는 Li 또는 Na)
일반식(2); CaMoO4:M (M은 Nd3+, Yb3+ 및 Er3+로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 란탄족 금속 이온)
일반식(3); Y2SiV2O10:Nd3+ 및 Er3+
일반식(4); Y2O3:Yb 및 Ho
일반식(5); Y2O3:Yb 및 Tm
일반식(6); Y2O3:Yb 및 Er
상기 발광 물질은 입자 형태로 기재 내에 포함되고, 평균 입자 크기가 0.3~10㎛ 범위일 수 있다. 또한 상기 발광 물질 입자 표면은 유기물로 처리되거나 코팅될 수 있다.
상기 기재는 복수의 층을 포함하여 구성되고, 상기 발광 물질은 상기 복수의 층 중 일부 층에만 포함될 수 있다.
또한, 상기 기재는 복수의 층을 포함하여 구성되고, 상기 복수의 층에는 서로 다른 발광 물질이 포함될 수 있다. 이때, 상기 서로 다른 발광 물질은, 여기광 및 방출광 중 하나 이상이 상이한 발광 물질일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 제품은, 사출 성형 공정에 의해 제조될 수 있다. 또한, 복수의 층을 포함하여 구성되는 경우에는 이중 사출 또는 동시 사출 공정에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 제품은 플라스틱 용기, 카지노 칩, 전자제품 케이스 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 제품은 내용물을 수용하기 위한 수용 공간이 구비된 수용부를 포함하는 플라스틱 용기이고, 플라스틱 용기를 구성하는 기재는 상기 수용 공간에 인접한 내측의 제1 기재 및 상기 제1 기재 외측의 제2 기재를 포함하고, 발광 물질이 상기 제1 기재에는 포함되지 않고 상기 제2 기재에만 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 제품은, 진위 판별이 가능한 플라스틱 제품으로서, 표면에 마크가 인쇄된 기재, 상기 마크 내에 포함되고 제1 파장을 포함하는 입사광에 대해 제2 파장을 포함하는 방출광을 방출하는 발광 물질을 포함하며, 상기 진위 판별은 상기 마크에 상기 입사광을 조사한 후 상기 방출광을 검출하여 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 플라스틱 제품의 진위 판별 방법은, 상기한 어느 하나의 플라스틱 제품의 진위를 판별하는 방법으로서, (a) 상기 플라스틱 제품에 상기 제1 파장을 포함하는 입사광을 조사하는 단계, (b) 상기 플라스틱 제품으로부터 상기 제2 파장을 포함하는 방출광을 검출하는 단계 및 (c) 상기 검출된 방출광을 이용하여 진위를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (c) 단계는, 상기 제2 파장의 피크(peak) 값 또는 제2 파장을 포함하는 소정 파장 범위에서의 방출광 강도의 합(방출광 강도를 소정 파장 범위에서 적분한 값) 또는 제2 파장의 발광 수명(life time)을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 진위 판별 장치는, 상술한 플라스틱 제품의 진위를 판별하는 진위 판별 장치로서, 상기 제1 파장을 포함하는 입사광을 조사하는 광원부, 상기 제2 파장을 포함하는 방출광을 검출하는 방출광 검출부 및 상기 방출광 검출부로부터 검출 결과를 제공 받아 플라스틱 제품의 진위 판별을 하는 인증부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 육안 식별에 의존하지 않고 전용 기기를 이용하여 플라스틱 제품의 진위를 판별할 수 있는 효과가 있다.
또한, 적용된 보안 요소가 육안으로는 인식되지 않아 위변조 시도가 상대적으로 어려운 플라스틱 제품을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 플라스틱 제품의 디자인에 영향을 미치지 않고 보안 기능을 부여할 수 있는 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
다만, 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 제품 및 그 진위 판별 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품의 진위 판별 방법의 흐름도이다.
도 4는 도 3의 진위 판별 방법의 수행을 위해 사용할 수 있는 진위 판별 장치의 개략적인 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스틱 제품을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서 '~부' 등으로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 '플라스틱 제품'이라는 용어는 다른 설명이 없는 한 플라스틱으로 제조되는 물건을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 가령 '제품'은 완제품을 포함할 수 있고, 또는 플라스틱 원료가 반가공된 반제품이나 완제품을 구성하는 일부 구성요소를 포함할 수도 있다.
또한 본 명세서에서 '플라스틱 제품'은 제품 전체가 플라스틱으로 제조된 것으로 한정되지 않으며, 제품의 적어도 일부분에 플라스틱이 적용된 제품을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품(1)을 개략적으로 나타내는 도면이다. 플라스틱 제품(1)은 예를 들어 내부의 수용 공간에 화장품, 의약품, 음식물 등의 내용물을 수용할 수 있도록 구성된 수용부(10)와 수용부에 분리 가능하게 결합되는 마개부(20)를 포함하여 구성되는 플라스틱 용기일 수 있다. 다만 본 발명의 플라스틱 제품이 플라스틱 용기로 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품(1)은, 기재(11) 및 기재(11) 내부에 포함된 발광 물질(12)을 포함하여 이루어질 수 있다.
기재(11)는 플라스틱 소재로 이루질 수 있다. 기재(11)를 이루는 플라스틱 소재는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 폴리프로필렌(PP: polypropylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene), 폴리스티렌(PS: polystyrene), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA: polymethyl methacrylate), AS 수지(acrylonitrile styrene copolymer), 폴리염화비닐(PVC: poly vinyl chloride), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA: ethylene-vinyl acetate copolymer), 폴리아마이드(PA: polyamide), 폴리에스터 수지(PBT), 노릴 수지(Noryl) 등이 포함된 소재일 수 있다.
기재(11)는 후술하는 진위 판별 방법에서 진위 판별을 위해 사용하는 제1 파장 및 제2 파장에 대해 투명 또는 반투명한 소재일 수 있다.
발광 물질(12)은 제1 파장을 포함하는 입사광이 조사되면 제2 파장을 포함하는 광을 방출하는 물질로, 여기서 제1 파장 및 제2 파장에 따라 다양한 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 발광 물질(12)은 일반적인 가시광선 하에서는 육안으로 관찰되지 않는 물질로서, 다음과 같은 일반식을 갖는 물질들이 사용될 수 있다.
일반식(1); Ba1-xSnAxO3 (0<x<0.4, A는 Li 또는 Na)
일반식(2); CaMoO4:M (M은 Nd3+, Yb3+ 및 Er3+로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 란탄족 금속 이온)
일반식(3); Y2SiV2O10:Nd3+ 및 Er3+
일반식(4); Y2O3:Yb 및 Ho
일반식(5); Y2O3:Yb 및 Tm
일반식(6); Y2O3:Yb 및 Er
여기서 일반식(1)의 발광 물질은 자외선 파장 범위의 입사광에 대해 적외선 파장 범위의 광을 방출하는 발광 물질이고, 일반식(2)의 발광 물질은 가시광 파장 범위의 입사광에 대해 적외선 파장 범위의 광을 방출하는 발광 물질이며, 일반식(3)의 발광 물질은 자외선 또는 가시광 파장 범위의 입사광에 대해 적외선 파장 범위의 광을 방출하는 발광 물질이다. 또한, 일반식(4), (5), (6)의 발광 물질들은 적외선 파장 범위의 입사광에 대해 적외선 및 가시광 파장 범위의 광을 방출하는 상향변환(Up-conversion) 발광 물질들이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 물질(12)은 적외선 파장 범위의 광을 방출하는 물질일 수 있다. 적외선 파장 범위는 육안으로는 감지할 수 없어 적외선 감지 장치를 사용하지 않으면 해당 발광 물질(12)이 포함되었는지 알 수 없고, 또한 적외선을 방출하는 발광 물질의 경우 상대적으로 소량으로도 풍부한 광 방출량을 얻을 수 있어 비용적으로도 유리할 수 있다.
발광 물질(12)은 입자 형태로 기재(11) 내에 포함될 수 있다. 이때 발광 물질(12)의 평균 입자 크기는 0.3~10㎛ 범위일 수 있고, 0.5~5.0㎛ 범위인 것이 더욱 바람직하다. 발광 물질 입자의 크기가 0.3㎛ 미만인 경우에는 방출되는 광의 세기가 약해 효과가 떨어질 가능성이 있고 입자 크기가 10.0㎛를 초과하는 경우에는 기재(12)의 투명성이 저하될 수 있다.
발광 물질(12)은 기재(11) 내에 0.05~10 wt%의 비율로 포함될 수 있다. 발광 물질(12)의 함량이 0.05 wt% 이하인 경우 방출되는 광을 검출하기 어렵고, 함량이 10 wt% 이상인 경우 플라스틱 제품(1)의 투명도 또는 채도가 저하될 수 있다. 투명성이 요구되는 플라스틱 제품(1)의 경우에는 발광 물질(12)을 1.0 wt% 이하의 함량으로 조절하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품 제조 방법은, 발광 물질이 포함된 플라스틱 사출 성형 원료 제조 단계(S11) 및 플라스틱 제품 사출 성형 단계(S12)를 포함할 수 있다.
발광 물질이 포함된 플라스틱 사출 성형 원료 제조 단계(S11)는, 사출 성형의 원료를 칩(chip) 등의 형태로 제조 시 발광 물질(12)이 포함되도록 하는 단계일 수 있다. 구체적으로는, 플라스틱 제품(1)을 구성하는 기재(11)의 원료인 고분자 소재를 용융 압출하는 과정에 발광 물질(12)을 투입하여 사출 성형 원료를 제조하는 단계일 수 있다. 이때 고분자 소재 내에서 발광 물질 입자들이 균일하게 분포하지 않고 서로 응집될 경우 플라스틱 제품(1)의 투명도가 적어도 부분적으로 저하될 수 있으므로, 발광 물질 입자 표면을 유기물로 처리 또는 코팅함으로써 응집 현상이 억제되도록 할 수 있다. 이때 발광 물질 입자 표면을 처리 또는 코팅하는 유기물은 유기 규소 화합물, 지방산 에스테르, 지방산 아미드 등의 지방산계 화합물, 알콕시기, 무수말레산기, 에폭시기를 함유하는 유기 중합체 또는 올리고머로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 유기물일 수 있다.
플라스틱 제품 사출 성형 단계(S12)는 S11 단계에서 제조된 원료를 이용하여 플라스틱 제품을 사출 성형하는 단계이다. 구체적으로는 사출 성형 원료를 가열하여 용융 상태로 만든 후 피스톤을 이용하여 사출 금형 내로 사출하는 단계일 수 있다. 용융된 사출 성형 원료가 사출 금형 내로 고르게 흘러 들어가면 피스톤은 원래 위치로 복귀하고, 사출 금형 내에서 냉각되어 경화된 성형품을 사출 금형으로부터 분리할 수 있다.
이러한 방법으로 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품(1)은 기재(11) 내에 발광 물질(12)이 포함된 상태로 성형되므로, 별도의 보안 요소를 부착하지 않더라도 플라스틱 제품의 진위 판별이 가능하다. 특히 발광 물질(12)이 포함되어 있는지 여부를 육안으로는 식별할 수 없고 제2 파장이 비가시 영역에 속하는 경우에는 자외선이나 적외선 등을 조사하더라도 육안으로는 식별이 불가능하므로, 보안성이 뛰어나다. 또한 육안 식별되는 보안 요소가 사용되는 것이 아니므로 제품 디자인에도 영향을 미치지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품의 진위 판별 방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품의 진위 판별 방법은, 진위 판별 대상인 플라스틱 제품에 제1 파장을 포함하는 입사광(L1)을 조사하고(S21 단계), 플라스틱 제품으로부터 제2 파장을 포함하는 방출광(L2)을 검출한다(S22 단계). 그리고 검출된 방출광(L2)을 이용하여 플라스틱 제품의 진위 판별을 수행한다(S23 단계).
제1 파장을 포함하는 입사광(L1)을 조사하는 단계(S21)는 기재(11) 내에 포함된 발광 물질(12)을 여기시킬 수 있는 입사광을 조사하는 단계이다. 예를 들어, 기재(11) 내에 포함된 발광 물질(12)이 자외선 파장 범위의 입사광에 의해 적외선 파장 범위의 광을 방출하는 일반식(1)의 발광 물질인 경우에는, 자외선 파장 범위의 제1 파장을 포함하는 입사광(L1)을 플라스틱 제품에 조사하는 단계일 수 있다.
입사광(L1)이 조사되면 입사광(L1)에 포함된 제1 파장의 광에 의해 발광 물질(12)이 여기되어 제2 파장을 포함하는 방출광(L2)을 방출할 수 있다. S22 단계는 이러한 방출광(L2)을 검출하는 단계이다. 제2 파장이 적외선 파장 범위에 속하는 경우, 방출광 검출은 적외선 센서나 적외선 카메라 등의 적외선 검출 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
다음으로는 검출된 방출광(L2)을 이용하여 진위를 판별한다(S23 단계). 진위 판별을 위해서는 미리 저장된 기준 데이터를 이용할 수 있다. 여기서 기준 데이터는 특정 파장(제2 파장)의 피크(peak) 값일 수 있다. 즉, 미리 기준 데이터로 정해진 제2 파장에서 소정 크기 이상의 피크가 검출되는 경우 진품으로 판별할 수 있다. 또는 기준 데이터는 제2 파장을 포함하는 소정의 파장 범위에서의 방출광 강도의 합으로 정해질 수 있다. 즉, 방출광의 강도를 기준 데이터로 정해진 파장 범위에서 적분한 값이 임계값 이상인 경우 진품으로 판별할 수 있다. 또는 기준 데이터는 방출광의 발광 수명(life time)일 수 있다. 예를 들어, 제2 파장의 방출광 강도가 감소하는 속도나 소광 시간(decay time) 등 방출광의 발광 수명(life time)과 관련된 파라미터를 기준 데이터와 비교하여 진품 판별을 수행할 수 있다.
제1 파장 및 제2 파장은 어느 하나의 파장 값일 수도 있고, 또는 소정 파장 범위를 의미하는 것일 수도 있다. S22 단계 또는 S23 단계에서 제2 파장의 방출광을 검출하는 방법은 방출광 스펙트럼(spectrum)을 데이터 처리하여 그 중 제2 파장을 검출하는 방법 또는 제2 파장만을 걸러내는 필터(filter)를 구비하여 제2 파장만을 검출하는 방법을 사용할 수 있다. 이 경우 필터는 밴드패스 필터(band pass filter)일 수 있다.
도 4는 도 3의 진위 판별 방법의 수행을 위해 사용할 수 있는 진위 판별 장치의 개략적인 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 진위 판별 장치(2)는 광원부, 방출광 검출부, 인증부 및 제어부를 포함할 수 있다.
광원부는 플라스틱 제품(1)에 제1 파장을 포함하는 입사광(L1)을 조사하는 구성으로, 제1 파장을 포함하는 파장 범위의 광을 발생시킬 수 있는 광원을 포함한다. 예를 들어 플라스틱 제품(1)에 자외선 파장 범위의 입사광에 대해 적외선 파장 범위의 광을 방출하는 일반식(1)의 발광 물질을 포함시킨 경우, 광원부는 자외선 광을 발생시킬 수 있는 자외선 램프나 UV LED 등의 광원을 포함할 수 있다.
방출광 검출부는 플라스틱 제품(1)에서 방출되는 방출광(L2)를 검출하기 위한 구성으로, 제2 파장의 광을 검출할 수 있는 광 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어 제2 파장이 적외선 파장 범위의 광인 경우, 방출광 검출부는 적외선 센서 또는 IR 카메라 등의 적외선 이미지 촬상 장치를 포함할 수 있다. 선택적으로, 방출광 검출부에는 제2 파장의 광만을 투과시키는 필터가 구비될 수 있다.
인증부는 방출광 검출부로부터 검출 결과를 제공 받아 플라스틱 제품의 진위 판별을 하기 위한 구성이다. 구체적으로는, 방출광의 파장, 피크 높이, 일정 파장 범위에서의 발광 강도의 합, 소광 시간(decay time) 등 미리 정해진 기준 데이터를 기초로 플라스틱 제품의 진위 판별을 수행할 수 있다. 인증부에는 기준 데이터가 저장된 메모리와 기준 데이터와의 비교 연산을 수행하기 위한 연산 회로가 포함될 수 있다.
제어부는 진위 판별 장치(2)의 각 기능 블록들의 동작을 제어하기 위한 구성이다. 제어부는 광원부의 온/오프(ON/OFF) 동작을 제어할 수 있고, 광원부의 온/오프 동작에 연동하여 방출광 검출부의 방출광 검출 동작을 제어할 수 있다. 또한 인증부로부터 진위 판별 결과를 전달받아 도시하지 않은 표시부를 통해 인증 결과를 표시하는 등의 부가적인 동작을 제어할 수 있다.
진위 판별 장치(2)는 별도의 독립된 장치로서 제조될 수도 있고, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 기기에 장착되거나 내장될 수도 있다. 진위 판별 장치(2)에는 통신부가 구비되어, 인증부의 인증 결과를 별도의 서버에 전송할 수 있다. 또는 방출광 검출부의 검출 데이터를 서버로 전송하여, 인증 동작이 서버에서 이루어지도록 구성될 수도 있다. 도 4에서는 인증부와 제어부를 별도 블록으로 도시하였으나, 인증부가 제어부 내에 내장되어 제어부가 인증 동작까지 수행하도록 구성될 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스틱 제품을 개략적으로 나타내는 도면이다.
먼저 도 5의 실시예에 따른 플라스틱 제품(1A)은 기재가 복수의 층으로 구성되고, 그 중 일부 층에만 발광 물질이 포함되는 점에서 도 1의 실시예와 차이가 있다.
예를 들어, 플라스틱 제품(1A)은 제1 기재(11a) 및 제2 기재(11b)의 이중 구조로 이루어지고, 제2 기재(11b)에만 발광 물질(12)이 포함된 구조일 수 있다.
도 5의 구조는 이중 사출(dual injection) 또는 동시 사출(co-injection) 공정에 의해 성형할 수 있다. 즉, 발광 물질이 포함되지 않은 사출 성형 원료를 사용한 제1 기재(11a) 사출 공정과 발광 물질을 포함하는 사출 성형 원료를 사용한 제2 기재(11b) 사출 공정을 순차적으로 또는 동시에 수행할 수 있다. 다만 도 5의 구조는 사출 성형 공정으로 제조하는 것으로 한정되지 않으며, 기재를 복수의 층으로 형성할 수 있는 다양한 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 발광 물질이 포함되지 않은 제1 기재(11a) 표면에 발광 물질이 포함된 제2 기재(11b)를 인쇄 또는 코팅하여 형성할 수도 있다.
도 5에서는 제1 기재(11a) 및 제2 기재(11b)의 이중 구조로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 기재(11b) 외측에 또는 제1 기재(11a)와 제2 기재(11b) 사이에 발광 물질이 포함되지 않은 층이 추가로 형성될 수 있다. 또한, 제1 기재(11a)와 제2 기재(11b)의 원료가 되는 플라스틱 소재는 서로 동일할 수 있으나 서로 상이할 수도 있다.
도 5와 같이 플라스틱 제품의 기재의 일부 층에만 발광 물질(12)을 포함시키는 것은 다음과 같은 점에서 유리한 효과가 있을 수 있다.
우선, 플라스틱 제품 전체에 발광 물질(12)이 포함되는 경우, 제품 두께에 따라 방출광 검출부에 의해 검출되는 결과가 달라질 수 있는 반면, 일정 두께의 기재(11b)에만 발광 물질(12)을 포함시킬 경우 제품의 두께에 따라 방출광 검출부에 의한 검출 결과가 달라지지 않게 된다. 즉, 도 4과 같은 진위 판별 장치(2)는 방출광 검출 결과를 미리 저장된 기준 데이터와 비교하여 진위 판별을 수행하는데, 제품의 두께가 증가할 경우 제품 두께 방향으로 더 많은 양의 발광 물질(12)이 포함되게 되어 제2 파장의 피크 값이 증가하는 등 검출 결과가 달라질 수 있다. 이는 피크 값을 기준 데이터로 사용하는 경우 제품 종류에 따라 서로 다른 기준 데이터를 사용해야 하는 불편함을 야기할 수 있다.
반면, 발광 물질(12)이 포함되는 기재의 두께를 전체 제품의 두께와 무관하게 일정하게 적용할 경우에는, 제품 종류에 따라 전체 두께가 달라지더라도 제품 두께 방향으로의 발광 물질(12)의 양은 동일하므로, 동일한 기준 데이터를 적용할 수 있다.
또한, 기재의 전체 두께 중 일부 두께에만 발광 물질(12)을 포함시킬 경우, 고가의 발광 물질을 전체 제품에 포함시키지 않아도 되므로 제조 단가 측면에서도 유리하다.
특히 플라스틱 제품(1A)이 음식물, 의약품, 화장품 등을 수용하기 위한 플라스틱 용기인 경우, 용기 내의 내용물과 접하는 내측의 제1 기재(11a)에는 발광 물질이 포함되지 않고, 외측의 제2 기재(11b)에만 발광 물질(12)이 포함되도록 함으로써 용기 내의 내용물이 발광 물질(12)에 의해 오염되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 6의 실시예에 따른 플라스틱 제품(1B)은 제1 기재(11a) 및 제2 기재(11b)에 서로 다른 발광 물질이 포함된다는 점에서 도 5의 실시예와 차이가 있다.
도 6을 참조하면, 플라스틱 제품(1B)은 제1 기재(11a) 및 제2 기재(11b)를 포함한다. 제1 기재(11a)에는 제1 발광 물질(12a)이 포함되고, 제2 기재(11b)에는 제2 발광 물질(12b)이 포함된다. 여기서 제1 발광 물질(12a)과 제2 발광 물질(12b)은 서로 다른 발광 물질이다.
제1 발광 물질(12a)과 제2 발광 물질(12b)은 다른 입사광에 의해 여기되어 광을 방출할 수 있고, 또는 동일한 입사광에 의해 여기되어 광을 방출할 수 있다. 제1 발광 물질(12a)과 제2 발광 물질(12b)은 서로 다른 파장의 광을 방출할 수 있고, 또는 동일한 파장의 광을 방출할 수 있다. 또한, 제1 발광 물질(12a)과 제2 발광 물질(12b)의 방출광은 서로 다른 발광 수명 특성을 가질 수 있다. 즉, 제1 발광 물질(12a)과 제2 발광 물질(12b)은 여기광 및 방출광 중 하나 이상이 다른 물질 수 있다.
도 6의 실시예에 따른 플라스틱 제품(1B)은 서로 다른 발광 물질(12a, 12b)이 포함되므로, 진위 판별 기준이 보다 엄격해져 보안성이 한층 향상되는 효과가 있다. 예를 들어, 제1 발광 물질(12a)의 방출 파장을 제2a 파장, 제2 발광 물질(12b)의 방출 파장을 제2b 파장이라고 할 경우, 제2a 파장과 제2b 파장이 모두 검출되는 경우에 정품으로 인증하고, 제2a 및 제2b 파장 중 어느 하나라도 검출되지 않으면 위변조된 것으로 판별할 수 있다. 또는 방출광의 소광 시간(decay time)을 기준 데이터로 사용하는 경우, 제2a 파장의 소광 시간과 제2b 파장의 소광 시간이 모두 인증 기준을 충족하는 경우에만 정품으로 인증할 수 있다. 이때 제2a 파장과 제2b 파장은 동일한 파장이어도 무방하다.
도 6에서는 제1 기재(11a)와 제2 기재(11b)를 서로 다른 층으로 도시하였으나, 경우에 따라서는 하나의 기재에 제1 발광 물질(12a)과 제2 발광 물질(12b)을 함께 분산시킴으로써 보안성 향상 효과를 얻을 수도 있다.
도 7의 실시예에 따른 플라스틱 제품(1C)는 제품 표면에 발광 물질을 포함하는 잉크로 인쇄된 마크(30)를 포함한다. 즉, 앞선 실시예들은 플라스틱 제품(1C)을 구성하는 기재 자체에 발광 물질을 포함시켰으나, 도 7의 실시예는 플라스틱 제품(1C) 표면에 마크(30)를 인쇄하기 위한 잉크에 발광 물질(미도시)을 포함시키는 것을 특징으로 한다. 마크(30)는 제품 브랜드나 로고를 표현하기 위한 문자(31)나 문양(32)일 수 있다.
잉크에 포함되는 발광 물질은 비가시 물질일 수 있으며, 따라서 도 3과 같은 방법을 사용함으로써 비로소 진위 판별이 가능하다. 이? 입사광(L1)이 마크(30)에 조사되도록 하고, 마크(30)로부터의 방출광(L2)을 검출하여 진위를 판별할 수 있다. 본 실시예에 따른 플라스틱 제품(1C)도 가시광 환경에서는 마크(30)에 보안 요소가 적용되었다는 것을 알기 어려우므로, 보안성이 우수하다.
도 7의 실시예는 다른 실시예들과 조합하여 실시될 수 있다. 가령 기재 내에도 발광 물질이 포함되어 있고, 마크(30)를 인쇄하기 위한 잉크에는 다른 발광 물질이 포함될 수 있다. 이로써 한층 보안성을 향상시킬 수 있다.
이상 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 실시예일뿐이며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 각 실시예들은 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 실시예에서는 플라스틱 용기를 도시하여 설명하였으나, 본 발명은 적어도 일 부분이 플라스틱으로 제조되는 카지노 칩, 휴대폰 등의 전자제품 케이스 등 다양한 플라스틱 제품에 적용될 수 있다. 또한 발광 물질은 플라스틱 제품의 전체에 포함될 수도 있지만 어느 일부 구성에 포함될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.
1, 1A, 1B: 플라스틱 제품
11: 기재
12, 12a, 12b: 발광 물질
2: 진위 판별 장치

Claims (16)

  1. 육안 식별에 의존하지 않고 전용 기기를 이용하여 진위 판별이 가능한 플라스틱 제품으로서,
    플라스틱 소재로 이루어지는 기재;
    상기 기재 내부에 분산되어 포함되고, 제1 파장을 포함하는 입사광에 대해 적외선 파장 범위인 제2 파장을 포함하는 방출광을 방출하는 발광 물질;
    을 포함하며,
    상기 진위 판별은 상기 입사광을 조사한 후 상기 방출광을 검출하여 수행되고,
    상기 발광 물질은 육안으로는 인식되지 않는 비가시 물질이고,
    상기 기재의 원료인 고분자 소재에 상기 발광 물질을 포함시켜 성형 원료를 제조한 후 상기 성형 원료를 이용하여 사출 성형함으로써, 기재 내에 발광 물질이 포함된 상태로 성형되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 복수의 층을 포함하여 구성되고,
    상기 발광 물질은 상기 복수의 층 중 일부 층에만 포함되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 복수의 층을 포함하여 구성되고,
    상기 복수의 층에는 서로 다른 발광 물질이 포함되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서로 다른 발광 물질은, 여기광 및 방출광 중 하나 이상이 다른 발광 물질인 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  5. 삭제
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    이중 사출 또는 동시 사출 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 물질은, 다음의 일반식(1) 내지 (6) 중 적어도 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
    일반식(1); Ba1-xSnAxO3 (0<x<0.4, A는 Li 또는 Na)
    일반식(2); CaMoO4:M (M은 Nd3+, Yb3+ 및 Er3+로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 란탄족 금속 이온)
    일반식(3); Y2SiV2O10:Nd3+ 및 Er3+
    일반식(4); Y2O3:Yb 및 Ho
    일반식(5); Y2O3:Yb 및 Tm
    일반식(6); Y2O3:Yb 및 Er
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 물질은 입자 형태로 기재 내에 포함되고,
    상기 발광 물질의 평균 입자 크기는 0.3~10㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 물질은 입자 형태로 기재 내에 포함되고,
    상기 발광 물질 입자 표면은 유기물로 처리되거나 코팅되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 플라스틱 제품의 진위를 판별하는 방법으로서,
    (a) 상기 플라스틱 제품에 상기 제1 파장을 포함하는 입사광을 조사하는 단계;
    (b) 상기 플라스틱 제품으로부터 상기 제2 파장을 포함하는 방출광을 검출하는 단계;
    (c) 상기 검출된 방출광을 이용하여 진위를 판별하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 제2 파장의 피크(peak) 값 또는 제2 파장을 포함하는 소정 파장 범위에서의 방출광 강도의 합(방출광 강도를 소정 파장 범위에서 적분한 값) 또는 제2 파장의 발광 수명(life time)을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 플라스틱 제품의 진위를 판별하는 진위 판별 장치로서,
    상기 제1 파장을 포함하는 입사광을 조사하는 광원부;
    상기 제2 파장을 포함하는 방출광을 검출하는 방출광 검출부;
    상기 방출광 검출부로부터 검출 결과를 제공 받아 플라스틱 제품의 진위 판별을 하는 인증부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 진위 판별 장치.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 제품은 플라스틱 용기, 카지노 칩, 전자제품 케이스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 플라스틱 제품은 내용물을 수용하기 위한 수용 공간이 구비된 수용부를 포함하는 플라스틱 용기이고,
    상기 기재는 상기 수용 공간에 인접한 내측의 제1 기재 및 상기 제1 기재 외측의 제2 기재를 포함하고,
    상기 발광 물질은 상기 제1 기재에는 포함되지 않고 상기 제2 기재에만 포함되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품.
  16. 삭제
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