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  • 나노결정질 잉크를 이용한 잉크젯 홀로그램 프린팅등록일 : 2015/11/27
  • ITMO 대학의 연구진은 선명한 홀로그래픽 이미지와 글씨를 통상의 잉크젯 프린트로 제조할 수 있다는 것을 증명했다. 이번 연구진은 신용 카드와 종이 지폐를 불법 복제와 위조로부터 보호하기 위해서 일반적으로 사용되는 무지개 홀로그램(rainbow hologram)의 제조비용과 제조시간을 상당히 절감할 수 있을 것이라고 기대하고 있다. 이 연구결과는 저널 Advanced Functional Materials에 11월 17일자로 게재되었다.

    ITMO 대학의 SCAMT(International Laboratory of Solution Chemistry of Advanced Materials and Technologies)의 연구진은 나노결정질 티타니아로 만들어진 무색의 잉크를 개발했다. 이것은 잉크젯 프린트 속에 탑재되고, 특수 마이크로엠보싱 종이 위에 증착되어서 독특한 패턴을 가진 이미지를 만들었다. 이것은 수 분 내에 투명 박막 위에 홀로그램 이미지를 프린트할 수 있다. 기존의 방법은 수 일이 걸리는 것에 비해서 작업 시간이 매우 짧다.

    무지개 홀로그램은 높은 수준의 보호가 필요한 신용카드, 돈, 문서, 특수 제품의 위조를 방지하는데 폭넓게 사용된다. 홀로그램 이미지를 만드는 기술은 1960년대에 이미 개발되었지만, 인쇄업계에 폭넓게 적용되기 위해서는 수많은 기술적인 어려움을 극복해야 한다.

    “홀로그램을 제조하는 기존의 방법은 많은 시간이 소모되고 몇 개의 단계들로 구성된다. 첫째, 마스터 홀로그램을 만들 필요가 있다. 마스터 홀로그램은 얇은 감광성 폴리머 층 위에 레이저로 만들어진다. 그 후에 폴리머는 노출되지 않는 부분을 제거하기 위해서 건조되고 세척된다”고 이 논문의 제 1 저자인 Aleksandr Yakovlev가 말했다. “생성된 스텐실(stencil)은 금속 기질로 전달되는데, 이것은 투명 폴리머 박막 표면 위에 홀로그램 미세기복(microrelief)을 엠보싱(embossing)하는데 도움을 준다”고 Yakovlev가 언급했다. 

    이번 연구진에 따르면, 홀로그램 이미지를 달성하기 위한 전체 프로세스는 며칠이 걸릴 수 있다. 마스터 홀로그램을 제조하기 위해서는 온도 제어와 진동 절연(vibration isolation) 등과 같은 몇 가지 요구조건이 충족되어야 한다. “빠르고 효과적인 방식으로 각각의 홀로그램 이미지를 프린팅하는 것은 지금까지 해결되지 않는 문제점”이라고 Aleksandr Yakovlev가 덧붙였다.

    새로운 나노결정질 잉크는 무지개 홀로그램의 제조비용을 몇 배까지 절감할 수 있다. 잉크는 간단한 잉크젯 프린터로 마이크로엠보싱 표면 위에 적용되는데, 이것은 광택제(varnish)로 코팅되어 있다. 결과적으로, 보호 잉크가 증착된 홀로그램 이미지는 이런 분야에서 폭넓게 적용될 수 있을 것이다.

    “우리가 만든 잉크의 특색은 모든 가시광선 영역에서 높은 굴절률을 가진다는 것”이라고 이 연구를 이끌었던 Alexander Vinogradov가 말했다. “나노결정질 잉크를 사용함으로써 광택제 또는 폴리머 층이 상부에 적용될 후에도 높은 굴절률을 가진 층을 형성하고, 이것은 무지개 홀로그램 효과를 유지하는데 도움을 준다”고 Vinogradov가 설명했다.

    이 새로운 기술은 모든 크기의 홀로그램을 만들 수 있는 가능성을 열어주고, 프로세스가 더 쉽고 더 저렴하게 만들고, 수 분 내에 독특한 맞춤형 홀로그램을 생성할 수 있게 한다. 이 연구결과는 저널 Advanced Functional Materials에 “Sol–Gel Assisted Inkjet Hologram Patterning”이라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1002/adfm.201503483).

    그림. 잉크젯으로 프린트된 무지개 홀로그램.
  • 키워드 : 나노결정질, 잉크, 홀로그램, 잉크젯, 프린팅
  • 출처 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑