KR102152408B1 - 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨 및 이의 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨에 관한 것으로서, 기재; 상기 기재의 일면에 적층되는 정보 표시층; 상기 정보 표시층 상에 적층되며 열에 감응하는 제1 색 가변층; 상기 제1 색 가변층 상에 적층되며 자기장의 인가에 감응하는 제2 색 가변층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨을 제조하는 방법은 기재 상에 정보 표시층을 인쇄하여 적층하는 단계; 상기 정보 표시층 상에 열 감응잉크로 인쇄하여 제1 색 가변층을 적층하는 단계; 상기 제1 색 가변층 상에 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal, MTX)로 인쇄하여 제2 색 가변층을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨 및 이의 제조방법.{A LABEL FOR AUTHENTICATING GENUINE HAVING HIDDEN IMAGE EFFECT AND MANUFACTURING METHOD TEHREOF}

본 발명은 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기장의 인가에 반응하는 색 가변층 및 열에 반응하는 색 가변층이 적층되어 외부 환경 변화에 따른 히든 이미지 효과를 나타낼 수 있는 정품인증용 라벨 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

제품의 정품 여부를 인증할 수 있는 정품인증용 라벨은 소비자들이 정품과 위조품을 구별할 수 있도록 함으로서 제품의 신뢰성을 확보하기 위한 중요한 수단들 중 하나이다. 이에 따라, 제품이나 포장용 용기에 정품인증라벨 또는 위조방지라벨을 부착하여 유통 및 판매 과정에서 라벨의 부착여부를 판별하여 정품인지 위품인지를 가리는 많은 수단들이 개시되고 있는데, 단순한 정품인증 인쇄물뿐만 아니라 광학적 또는 전자적 식별기술이 채용된 다양한 라벨이 개발되고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1543457호에서는 패턴표시부 상에 히든표시부를 부착하여 상기 히든 표시부를 제거하고 패턴을 인식함으로써 정품을 인증할 수 있는 라벨이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 10-1379420호에서는 복수의 반사입자를 포함하고 서로 다른 두 개의 이미지에 대응하는 그리드 좌표의 밝기의 차이를 비교함으로써 코드값을 부여하여 인증하는 정품인증용 라벨이 개시되어 있다.

이러한 전자적, 시각적 효과를 이용한 정품인증용 라벨과 관련하여 출원인은 대한민국 등록특허공보 10-1340360호에서 색 가변 물질 또는 광 투과도 가변 물질을 이용하여 정품인증용 라벨에 응용하는 기술을 개발한 바 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 10-1335719호에서는 자성 물질, OVP 물질 등의 발현 물질을 이용하여 시각적 효과를 나타내는 위조 방지용 필름을 개발한 바 있다.

이러한 자기장을 위시한 외부 자극에 의해 색 가변 효과를 나타내는 라벨 또는 필름은 이용자가 직관적으로 파악하기 쉬운 정보제공 수단으로서 정품인증용 라벨에 적용하기에 적합한 기술이기는 하나 색 변화가 뚜렷하지 못하고 다양한 색을 구현하기에는 한계가 있어 이를 개선하기 위한 기술의 개발이 필요하다.

대한민국 등록특허공보 10-1340360호 대한민국 등록특허공보 10-1335719호 대한민국 등록특허공보 10-1543457호 대한민국 등록특허공보 10-1379420호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 온도에 감응하는 정품인증 요소를 통해 자기장에 감응하는 정품인증 요소의 광학적 특성을 조절하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 정품인증용 라벨에 히든 이미지 효과를 부여함으로써 정품인증용 라벨의 정품인증을 위한 복합적 기능을 부여하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨은 기재; 상기 기재의 일면에 적층되는 정보 표시층; 상기 정보 표시층 상에 적층되며 열에 감응하는 제1 색 가변층; 상기 제1 색 가변층 상에 적층되며 자기장의 인가에 감응하는 제2 색 가변층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨은 상기 제2 색 가변층 상에 적층되는 투명 탑 코팅층을 추가적으로 포함할 수 있다.

또한, 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨에서 상기 제1 색 가변층은 온도가 상온인 경우 불투명하며, 상기 온도가 상온보다 낮아지는 경우 투명하게 되는 것일 수 있고, 상기 온도가 상온보다 높아지는 경우 투명하게 되는 것일 수도 있으며, 정보 표시층과 동일한 색상으로 구성될 수 있으며, 2층 이상으로 적층될 수도 있다.

또한, 상기 정보 표시층은 숫자, 문자, 도형, 이미지, 로고, 이차원 바코드, QR 코드 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.

또한, 본 발명의 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨의 제조방법은 기재 상에 정보 표시층을 인쇄하여 적층하는 단계; 상기 정보 표시층 상에 열 감응잉크로 인쇄하여 제1 색 가변층을 적층하는 단계; 상기 제1 색 가변층 상에 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal, MTX)로 인쇄하여 제2 색 가변층을 적층하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1 색 가변층을 적층하는 단계는 열 감응잉크로 인쇄하는 공정을 2회 이상 반복하여 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨 및 이의 제조방법은 온도에 감응하는 정품인증 요소를 통해 자기장에 감응하는 정품인증 요소의 광학적 특성을 조절하는 효과를 구현할 수 있다.

또한, 정품인증용 라벨에 히든 이미지 효과를 부여함으로써 정품인증용 라벨의 정품인증을 위한 복합적 기능을 부여하는 효과를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 정품인증용 라벨을 냉장 보관 제품에 적용한 경우로서, 냉장 보관 상태(a) 및 냉장 상태를 벗어난 경우의 색 가변된 상태(b)를 나타내는 예시도이다.
도 3은 복수의 열감응 잉크로 인쇄층을 적층한 경우 온도에 따른 색 가변 효과를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 정품인증용 라벨의 히든 이미지 효과를 구현한 예시이다.
도 5는 본 발명의 정품인증용 라벨의 적층 구조에 따른 히든 이미지 효과를 실험하기 위한 적층구조도이다.
도 6은 상기 도 5의 적층구조에 따른 색 가변 효과를 나타낸 실험 사진이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로 도시하는 첨부도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.

본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.

따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

본 발명에 따른 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨은 도 1과 같은 적층구조를 가지고 있다. 즉, 기재와 상기 기재의 일면에 적층되는 정보 표시층, 상기 정보 표시층 상에 적층되며 열에 감응하는 제1 색 가변층, 상기 제1 색 가변층 상에 적층되며 자기장의 인가에 감응하는 제2 색 가변층이 순차 적층되며, 필요에 따라 상기 제2 색 가변층 상에 투명 탑 코팅층이 적층되는 구조를 가지게 된다.

본 발명에서 색 가변층은 고유색을 가지는 인쇄층으로서 외부의 자극에 의해 상기 고유색이 변하는 인쇄층을 의미하는 것으로서, 한 가지 색에서 다른 색으로 변하는 것뿐만 아니라 고유색에서 투명으로 변하거나 투명에서 유색으로 변하는 인쇄층을 모두 지칭하는 용어이다. 즉, 상기 제1 색 가변층은 외부에서 인가되는 열에 의해 색이 변하는 인쇄층으로서, 열감응 잉크 등으로 인쇄된 인쇄층을 의미하는 것이며, 상기 제2 색 가변층은 외부에서 인가되는 자기장에 의해 색이 변하는 인쇄층으로서, 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal, MTX)를 포함하여 인쇄된 인쇄층을 의미하는 것이다.

상기 자기 색 가변 잉크는 컬러 표시 물질로서 자기장에 의해 자화되어 입자의 정렬을 유발하며, 자기장이 차단된 이후에도 잔류자화(remnant magnetization)에 의하여 자화된 상태가 유지되는 물질이다. 이러한 물질로는 다양한 형태의 광결정 물질, 강자성체(ferromagnetic materials), 초상자성체(superparamagnetic materials), 서로 다른 포화자화값을 갖는 2 이상의 입자의 혼합물을 들 수 있다.

또한, 상기 광결정 물질로는 실리콘(Si), 티타늄(Ti), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 납(Pb), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리부덴(Mo), 아연(Zn), 지르코늄(Zr) 등의 원소나 이들을 포함하는 산화물, 질화물 등의 화합물을 들 수 있다. 또한, 스티렌(styrene), 피리딘(pyridine), 피롤(pyrrole), 아닐린(aniline), 피롤리돈(pyrrolidone), 아크릴산(acrylate), 우레탄(urethane), 티오펜(thiophene), 카바졸(carbazole), 플루오렌(fluorene), 비닐알코올(vinylalcohol), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 에톡시아크릴레이트(ethoxy acrylate) 중 적어도 하나의 단위체를 포함하는 유기 고분자 또는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 등의 고분자 물질을 들 수도 있다.

상기 광결정 물질은 전하를 갖지 않는 입자 혹은 클러스터에 전하를 갖는 물질이 코팅된 형태로서 구성될 수도 있다. 예를 들면, 탄화수소기를 갖는 유기화합물에 의하여 표면이 가공(혹은 코팅)된 입자, 카르복실산(carboxylic acid)기, 에스테르(ester)기, 아실(acyl)기를 가지는 유기 화합물에 의하여 표면이 가공(혹은 코팅)된 입자, 할로겐(F, Cl, Br, I 등) 원소를 포함하는 착화합물에 의하여 표면이 가공(코팅)된 입자, 아민(amine), 티올(thiol), 포스핀(phosphine)을 포함하는 배위화합물에 의하여 표면이 가공(코팅)된 입자, 표면에 라디칼을 형성함으로써 전하를 갖는 입자가 이에 해당될 수 있다. 이와 같이 광결정 물질의 입자의 표면을 실리카, 고분자, 고분자 단량체 등의 물질로 코팅함으로써 입자가 용매 내에서 높은 분산성과 안정성을 갖도록 할 수 있다.

한편, 광결정 물질은 입자 직경이 수 nm 내지 수백 μm일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 외부 전기장에 의해 입자 들이 일정한 거리로 배열될 때 브래그 법칙(Bragg' Law)에 의해 입자의 굴절률 및 용매의 굴절률과 연계되어 가시광 영역의 광결정 파장대가 포함될 수 있는 입자의 크기로 설정할 수 있다.

또한, 상기 광결정 물질이 고유의 컬러를 갖도록 구성하기 위하여, 산화수 조절 또는 무기안료, 안료 등의 코팅을 통하여 특정 컬러를 부여할 수 있다. 예를 들면, 광결정 물질에 코팅되는 무기 안료로는 발색단을 포함하는 Zn, Pb, Ti, Cd, Fe, As, Co, Mg, Al 등이 산화물, 유화물, 유산염의 형태로 사용될 수 있고, 염료로는 형광 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 매염 염료, 황화 염료, 배트 염료, 분산 염료, 반응성 염료 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 광결정 물질이 특정 컬러를 표시할 수 있도록 특정 구조색(structural color)을 갖는 물질일 수도 있다. 예를 들면, 실리콘 산화물(SiO_x), 티타늄산화물(TiO_x) 등의 입자가 굴절률이 다른 매체에 일정한 간격으로 균일하게 배열된 형태로 구성되어 특정 파장의 광을 반사시키는 물질일 수 있다. 광결정 구조를 가진 입자는 시야각에 따라 서로 다른 구조색이 발현될 수 있으므로, 자기장을 인가함에 따라 자성입자의 배열에 의해 광결정 입자가 움직이게 되어 자성의 방향, 세기 등에 따라 서로 다른 구조색을 발현할 수 있다.

또한, 컬러 표시 물질의 분산성 및 안정성을 향상시키기 위하여 실리카, 고분자, 고분자 단량체 등을 입자 표면에 코팅할 수도 있다.

상기 컬러 표시 물질은 입자들이 위치와 배열을 안정적으로 유지할 수 있는 보조수단으로 유체, 겔, 공기 등의 매개체에 분산될 수 있다. 상기 매개체는 광투과성 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 특정 파장의 광을 반사시키기 위하여 무기 안료, 염료, 형광물질, 인광물질, 발광물질 및 구조색을 갖는 물질 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수도 있다.

상기 매개체는 상기 컬러 표시 물질이 균일하게 분산될 수 있도록 컬러 표시 물질의 비중과 비슷한 비중을 갖는 것을 사용할 수 있다.

자성을 가지는 상기 컬러 표시 물질은 단일 또는 이종의 금속이 함유된 입자, 산화물 입자이다.

금속의 경우, 금속 나이트레이트계 화합물, 금속 설페이트계 화합물, 금속 플루오르아세토아세테이트계 화합물, 금속 할라이드계 화합물, 금속 퍼클로로레이트계 화합물, 금속 설파메이트계 화합물, 금속 스티어레이트계 화합물 및 유기 금속 계열 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 자성 선구물질과 알킬트리메틸암모늄할라이드계 양이온 리간드, 알킬산, 트리알킬포스핀, 트리알킬포스핀옥사이드, 알킬아민, 알킬티올 등의 중성 리간드, 소듐알킬설페이트, 소듐알킬카복실레이트, 소듐알킬포스페이트, 소듐아세테이트 등의 음이온 리간드로 이루어진 군에서 선택되는 리간드를 용매에 첨가하여 녹임으로써 비정질 금속 겔을 제조하고, 이를 가열하여 결정성 입자로 상전이시킴으로써 제조할 수 있다.

이때 이종의 선구물질을 함유함으로써 최종적으로 얻어지는 입자의 자기적 특성이 증강되거나, 초상자성, 상자성, 강자성, 반강자성, 페리자성, 반자성 등의 다양한 자성 물질을 얻을 수 있다.

유체의 경우, 다양한 종류의 용매를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 물, 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 카본테트라클로라이드(Carbon Tetrachloride), 디이소프로필에테르(Diisopropyl Ether), 톨루엔(Toluene), 메틸-t-부틸에테르(Methyl-t-Bytyl Ether), 자일렌(Xylene), 벤젠(Benzene), 디에틸에테르(Diethyl Ether), 디클로로메탄(Dichloromethane), 1,2-디클로로에탄(1,2-Dichloroethane), 부틸아세테이트(Butyl Acetate), 이소프로판올(Isopropanol), 부탄올(n-Butanol), 테트라히드로퓨란(Tetrahydrofuran), 프로판올(n-Propanol), 클로로포름(Chloroform), 에틸아세테이트(Ethyl Acetate), 2-부탄온(2-Butanone), 디옥세인(Dioxane), 아세톤(Acetone), 메탄올(Metanol), 에탄올(Ethanol), 아세토니트릴(Acetonitrile), 아세트산(Acetic Acid), 디메틸포름아미드(Dimethylformamide), 디메틸설폭사이드(Dimethyl Sulfoxide), 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate), N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide), 디메틸아세트아미드(Dimethyl Acetamide), N-메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone) 등을 들 수 있다.

또한, 상기 자기 색 가변 잉크는 컬러 표시 물질을 내부에 함유하는 마이크로 입자일 수도 있다. 상기 마이크로 입자는 에멀전을 형성하여 코어-셀 구조화하는 반응 과정을 통해 제조할 수 있다.

일례를 들면 다음과 같다. 컬러 표시 물질을 분산매에 분산시켜 심 물질을 제조한다. 이때, 상기 컬러 표시 물질은 분산매에 대하여 0.1 내지 25 중량%의 비율로 분산될 수 있으나, 필요에 따라 더 많은 양을 분산시킬 수도 있다. 상기 심 물질의 분산액은 초음파 분산기 또는 호모게나이저를 이용하여 분산을 수행한다.

다음으로, 마이크로 입자의 벽재를 형성할 고분자를 혼합하여 산도 조절에 의하여 프리폴리머를 제조한다. 이 공정은 컬러 표시 물질의 분산액을 제조하는 공정과 동시에 수행할 수 있다.

상기 벽재를 형성하기 위한 고분자는 탄성이 낮고 단단한 성질을 나타낼 수 있는 고분자 전구체를 사용할 수 있는데, 우레아-포름알데하이드, 멜라민-포름알데하이드, 메틸비닐에테르 코말레산 무수물과 같은 공중합체나 젤라틴, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 셀룰로오스성 유도체, 아카시아, 카라기난, 카르복시메틸렐룰로스, 가수분해된 스티렌 무수물 공중합체, 아가, 알기네이트, 카제인, 알부민, 셀룰로오스 프탈레이트 등의 고분자를 사용할 수 있다. 이러한 고분자의 친수성과 소수성을 조절함으로써 컬러 표시 물질을 둘러싸며 벽재를 형성할 수 있다. 또한, 상기 프리폴리머는 컬러 표시 물질과 마찬가지로 분산매에 분산되어 분산액으로 제조될 수 있다.

다음으로, 상기 컬러 표시 물질의 분산액과 상기 벽재 물질의 프리폴리머 분산액을 혼합하고 교반하여 에멀전을 형성하는 단계를 수행할 수 있다. 이러한 에멀전을 형성하기 위한 조건으로 컬러 표시 물질과 프리폴리머의 비율을 최적화할 필요가 있으며, 두 분산액을 부피 비율로 1:5 내지 1:12이 되도록 혼합할 수 있다. 또한, 분산성 향상을 위하여 안정제를 첨가할 수도 있다. 상기 에멀전 내에서 컬러 나노 복합체는 분산상이 되고 벽재 물질은 연속상이 될 수 있다.

또한, 상기 공정에서 에멀전의 안정성을 높이기 위해 첨가제를 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제로는 수상에서 용해 후 점도가 높은 습윤성이 우수한 유기 고분자일 수 있으며, 구체적으로는, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 전분, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 알기네이트 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 공정에 의해 형성된 에멀전의 pH와 온도를 조절하여 연속상인 벽재 물질 분산액이 분산상인 자성 변색 잉크 주위에 침착되어 캡슐의 벽이 형성되도록 함으로써 심 물질 분산액을 캡슐화할 수 있다. 즉, 인 시튜 중합방법에 의하여 캡슐화를 수행하는데, 이 경우, 캡슐 벽재를 더 치밀하게 구성하여 탄성을 감소시킴으로써 벽재의 경도를 높이기 위해 첨가제를 첨가하는 과정을 포함할 수 있다.

첨가되는 첨가제의 종류는 수상에서 용해가 잘 되는 이온성 또는 극성 물질일 수 있다. 예를 들어, 경화 촉매제인 염화암모늄, 레조르시놀, 하이드로퀴논, 카테콜 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 컬러 표시 물질을 함유하는 마이크로 입자는 상기와 같이 인 시튜 중합법으로 제조할 수 있으나, 코아세르베이션 방법(coacervation approach) 또는 계면 중합법(interfacial polymerization)으로 제조할 수도 있다.

코아세르베이션 방법의 경우, 내부상 및 외부상의 유상/수상 에멀전을 이용하게 된다. 컬러 표시 물질의 콜로이드는 수성 외부상으로부터 밖으로 코아세르베이션(괴상화)되며, 온도, pH, 상대 농도 등을 제어함으로써 내부상의 유상 액적에 벽재를 형성하여 입자화된다. 코아세르베이션의 경우, 벽재 재료로서, 우레아-포름알데하이드, 멜라민-포름알데하이드, 젤라틴, 또는 아라빅 고무 등을 사용할 수 있다.

계면 중합법의 경우, 내부상의 친유성 단량체의 존재에 따라 수성 외부상에 있어서의 에멀전으로 존재하게 된다. 상기 내부상 액정 중의 단량체는 수성 외부상에 도입된 단량체와 반응하고, 내부상의 액적과 주위의 수성 외부상과의 계면에서 중합반응이 일어나며, 상기 액적 주위에서 입자의 벽이 형성된다. 형성된 벽은 비교적 얇고 침투성이 있으나, 다른 제조방법과 달리 가열이 필요하지 않으므로, 다양한 유전성 액체를 적용할 수 있는 장점이 있다.

상기 마이크로 입자는 10 내지 100㎛, 바람직하게는 10 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 40㎛의 균일한 구형으로 이루어지며 D50이 20㎛ 정도인 것을 특징으로 한다. 이러한 캡슐 형태 및 크기의 균일성은 자기장에 의해 재배열되는 컬러 표시 물질의 거시적 균일성을 확보하는 원인이 되며, 이에 따라 색상의 변화 및 구현되는 색상의 선명도가 더욱 향상되게 된다. 마이크로 입자의 형태와 크기의 균일성이 확보되지 못하면, 상기 마이크로 입자 내에 분산된 컬러 표시 물질이 균일하게 재배열된다고 하더라도 거시적으로는 불규칙성이 증가되어 색상의 변화 및 구현이 불충분하게 된다.

또한, 상기 열감응 잉크는 시온 안료 또는 시온 염료를 포함하는 시온 잉크일 수 있다. 다양한 열감응 잉크가 개발되어 시판되고 있는데, 여러 온도 영역에서 변색되는 열감응 잉크가 있으므로, 본 발명의 정품인증용 라벨의 용도에 따라 이를 적절히 배합하여 사용할 수 있다.

상기 열감응 잉크는 구동 온도 범위에 따라 다양한 종류로 분류되는데 표 1과 같이 5~65℃의 온도 범위에서 변색되는 다양한 종류의 잉크가 있다.

이름	5	10	15	18	25	31	34	40	45	50	60	65
구동 온도 (℃)	0~5	5~10	10~15	12~18	20~25	26~31	30~34	32~41	37~46	43~52	52~62	56~65

또한, 열감응 잉크의 색상 역시 옐로우, 오렌지, 로즈 레드, 레드, 마젠타, 그린, 스카이블루, 터키블루, 패스트 블루, 다크 블루, 보라, 검정 등으로 다양하기 때문에 다양한 변색 효과의 구현이 가능하다.

우선 본 발명의 라벨을 구성하는 기재는 라벨로서 사용하는 재질이라면 어떤 것이라도 사용할 수 있는데, 예를 들어, 플라스틱 필름, 종이, 패브릭 등을 들 수 있다.

상기 기재 상에 인쇄되는 정보 표시층은 숫자, 문자, 도형, 이미지, 로고, 이차원 바코드, QR 코드 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있는데, 이러한 정보 표시층을 통해 이용자가 시각적으로 정품인지 여부를 인식할 수 있어야 하므로, 제품에 따라 그 종류, 색상을 달리할 수 있다.

상기 정보 표시층 상에 인쇄되는 제1 색 가변층은 일정한 색상을 가짐으로써 하부에 인쇄된 정보 표시층을 숨기는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 제1 색 가변층은 그 위에 인쇄되는 제2 색 가변층의 배경색 역할을 할 수 있다. 즉, 라벨 전체에 인쇄된 제1 색 가변층이 특정 배경색을 가짐으로써 그 위에 인쇄된 제2 색 가변층이 특정한 이미지를 형성할 경우 상기 이미지가 두드러지도록 보색관계의 색상을 띌 수 있으며, 상기 제1 색 가변층의 색상과 동일한 색상을 띔으로써 제2 색 가변층이 눈에 띄지 않도록 할 수도 있다. 이러한 효과를 구현하기 위하여 제2 색 가변층은 라벨 전체에 인쇄될 수도 있지만, 라벨 상에 일정한 문자, 도형, 로고, 숫자 등의 이미지를 형성하도록 인쇄될 수도 있다.

이러한 본 발명의 적층구조는 다양한 형태의 변색 효과를 구현할 수 있다.

하나의 실시예로서, 제1 색 가변층이 상온에서는 불투명한 특정 고유색을 가지며 온도가 설정온도보다 높아질 때 투과도가 변화되는 열감응 잉크(잉크 15)로서 상기 특정 고유색이 제2 색 가변층과 동일한 경우, 상온에서는 특정 고유색의 라벨로 표시되다가 온도가 15℃ 정도로 낮아지면 제1 색 가변층이 투명하게 되면서 숨겨진 정보 표시층의 이미지와 제2 색 가변층의 이미지가 시각적으로 확인 가능하게 나타날 수 있으며, 상온에서 외부 자기장을 인가할 경우, 제2 색 가변층의 색상이 변하면서 라벨 표면에 제2 색 가변층에 의해 인쇄된 이미지가 나타나도록 할 수 있다.

또한, 상기와 동일한 적층구조로서 상기 제1 색 가변층이 열감응 잉크(잉크 31)을 사용할 경우, 상온에서는 특정 고유색의 라벨로 표시되다가 온도가 26℃ 이상으로 상승하면 제1 색 가변층이 투명하게 되면서 숨겨진 정보 표시층의 이미지와 제2 색 가변층의 이미지가 시각적으로 확인 가능하게 된다.

또 다른 실시예로서, 제1 색 가변층이 상온에서는 불투명한 특정 고유색을 가지며 온도가 상온보다 낮아질 때 투명하게 되는 열감응 잉크로서 상기 특정 고유색이 제2 색 가변층과 동일하지 않은 경우, 상온에서는 제2 색 가변층에 의해 형성된 이미지만 나타나다가 온도가 낮아지면 상기 이미지와 정보 표시층에 인쇄된 이미지가 같이 나타날 수도 있다. 또한, 상기 제2 색 가변층은 완전히 불투명하지 않은 경우도 있으므로, 이러한 제2 색 가변층을 라벨 전체에 인쇄하면, 온도가 낮아질 때, 제1 색 가변층이 투명하게 되면서 하부의 정보 표시층에 인쇄된 이미지와 제2 색 가변층의 색상이 혼합되어 나타나는 시각적 효과를 구현할 수도 있다.

또한, 상기 열감응 잉크는 반투명인 경우도 있으므로, 제1 색 가변층을 라벨 전면에 인쇄하더라도 하부의 정보 표시층이 희미하게 나타날 수도 있다. 이 경우, 제2 색 가변층을 상기 라벨의 전면에 인쇄함으로써 정보 표시층이 노출되지 않도록 하고 자기장을 인가할 때 희미하게 보이는 정보 표시층이 더 뚜렷하게 나타나는 효과를 구현할 수도 있다.

또한, 전술한 바와 같이 상기 열감응 잉크는 열에 의해 변색되는 온도 영역이 다른 다양한 종류의 잉크가 있으므로, 상기 제1 색 가변층에 하나의 열감응 잉크로 1층을 형성한 후 그 위에 다른 종류의 열감응 잉크로 2층을 형성하거나, 그 위에 다시 다른 층의 열감응 잉크 인쇄층을 형성할 수 있다. 이러한 복수의 인쇄층으로 제1 색 가변층을 형성하면 주위 온도 변화에 따라 라벨의 색상이 변하는 효과를 나타낼 수 있다.

예를 들어, 도 2에서와 같이 냉장 보관 제품의 경우 제1 색 가변층이 인쇄되어 냉장 보관되다가(도 2(a)) 제품이 냉장 상태를 벗어날 경우 제1 색 가변층이 투명하게 되면서 정보 표시층 및 제2 색 가변층에 의한 이미지가 나타나도록 할 수 있다(도 2(b)).

즉, 도 3에서와 같이 레드 열감응 잉크(잉크 25)와 블루 열감응 잉크(잉크 31)과 옐로우 잉크(정보 표시층)으로 적층 인쇄된 경우 24℃에서는 보라색을 나타내다가 25~30℃의 온도 범위에서는 그린으로 변색되며, 31℃ 이상에서는 옐로우로 변색되기 때문에 온도 조건에 민감한 술이나 음료의 용기에 인쇄함으로써 사용자가 용기의 온도 상태를 시각적으로 파악할 수 있게 된다.

본 발명에서 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨은 통상의 인쇄방법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 기재 상에 정보표시층을 인쇄하고, 그 위에 열감응 잉크로 제1 색 가변층을 인쇄하고, 다시 자기 색 가변 잉크로 제2 색 가변층을 순차 인쇄하여 적층하는 간단한 방법으로 제조할 수 있다. 이러한 인쇄방법은 롤 코팅, 그라비어 코팅, 침지 코팅, 스프레이 코팅, 메니스커스 코팅, 스핀 코팅, 브러시 코팅, 에어나이프 코팅 등의 코팅법이나, 실크스크린 인쇄, 정전 인쇄, 열 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 인쇄법을 들 수 있다.

또한, 인쇄공정을 반복하는 방법으로 상기 제1 색 가변층을 적층하는 단계를 열 감응잉크로 2회 이상 반복하여 인쇄함으로써 다층으로 구성할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 다른 정품인증용 라벨의 히든 이미지 구현 사례이다. 도 4를 살펴보면, “정품”등의 문자를 정보 표시층으로 기재 상에 인쇄한 후 그 위에 열감응 잉크로 제1 색 가변층이 인쇄되어 있으며, 그 위에 자기장의 인가에 감응하는 자기 색 가변 잉크로 제2 색 가변층이 인쇄되어 있고, 최상부에 투명 탑 코팅층이 형성되어 있다. 상기 제작된 정품인증용 라벨(a)에 정품 인증을 위하여 줄무늬 패턴화한 자석을 접근시키면 제2 색 가변층이 자석의 패턴에 따라 변색되면서 줄무늬 패턴이 나타나게 되며(b), 상기 라벨을 제1 색 가변층에 인쇄한 열감응 잉크의 설정온도보다 높은 온도 조건에 두면 제1 색 가변층이 투명하게 되면서 기재 상에 인쇄된 문자가 나타나게 된다(c). 이때, 상기 제2 색 가변층은 투명하지 않고 반투명한 색상을 띄기 때문에 문자가 나타난다.

본 발명의 정품인증용 라벨이 히든 이미지 효과를 나타내기 위해서는 기재 상에 정보 표시층, 제1, 제2 색 가변층이 순차적으로 적층되어야 한다.

즉, 제1, 제2 색 가변층의 적층 순서가 바뀌게 되면 히든 이미지 효과가 나타나지 않게 된다.

본 발명의 적층구조에 따른 효과를 실증하기 위하여 도 5에서와 같이 다양한 적층 구조의 정품인증용 라벨을 제조한 후 색 가변 효과를 실험했다.

각각의 라벨은 (1) 블랙 인쇄층 상에 자기 색 가변 잉크층(Magnetically Color Turnable Photonic Crystal Layer: MTX)를 적층한 기본 인쇄 구조, (2) 블랙 정보 표시층(Information Display Layer: ID) 상에 MTX를 적층한 구조, (3) 블랙 ID 상에 블랙 열감응 잉크층(Heat Sensitive Ink Layer: HS)을 적층하고 그 위에 MTX를 적층한 구조, (4) 블랙 ID 상에 MTX를 적층하고 그 위에 블랙 HS를 적층한 구조, (5) 블랙 HS 상에 블랙 ID를 적층하고 그 위에 MTX를 적층한 구조, (6) 블랙 HS 상에 MTX를 적층하고 그 위에 블랙 ID를 적층한 구조, (7) 블랙 ID만 적층한 구조, (8) 블랙 ID 상에 블랙 HS를 적층한 구조, (9) 블랙 HS만 적층한 구조, (10) 블랙 HS 상에 블랙 ID를 적층한 구조의 10가지 형태로 구분하였다. 각 그림에서 파란 배경은 Clear Print Layer를 나타낸다.

각각의 형태에 대해 기본 상태(a), 자기장 인가 상태(b), 열 인가 상태(c), 자기장 및 열 인가 상태(d)로 외부 환경을 변화시키면서 라벨의 히든 이미지 효과가 나타나는지를 시험하였으며 그 결과는 도 6과 같다. 이때 자기장 인가는 줄무늬 패턴화한 자석을 접근시켜 색 가변 효과를 측정하였다.

도 6의 결과를 살펴보면 구조 (1)에서는 MTX에 의한 자기장 인가에 따른 패턴이 나타나는 것 외에 다른 효과는 나타나지 않는다. 또한, MTX는 갈색을 띄는 MTX 분말을 투명 UV경화 잉크에 혼합하여 제조한 잉크이므로, 구조 (2)에서는 반투명 갈색 층으로 하단부의 짙은 색의 인쇄 이미지를 관찰할 수 있다.

구조 (3) 내지 (6)은 (a) 내지 (d)의 조건에서 색 가변 효과를 얻을 수 있는데, 우선 구조 (3)에서는 블랙 시온 안료를 투명 UV경화 잉크에 혼합한 열감응 잉크를 사용하여 HS를 적층하기 때문에 ID에 사용된 블랙 잉크에 비해 밝은 특성을 나타낸다. 또한, 블랙 HS가 차광 역할을 하여 자석에 의한 MTX 패턴이 뚜렷이 드러나며, 열에 의한 변화도 뚜렷하고, 자석을 인가한 상태에서 열을 가하면 패턴이 옅게 나타나는 현상이 관찰되어 라벨의 히든 이미지 효과를 가장 잘 구현하는 것으로 나타났다.

이에 대하여, 구조 (4)에서는 블랙 HS가 MTX를 가려 자기장의 인가에 의한 패턴이 나타나지 않으며, (d) 조건에서는 히든 이미지 부분만에 자석에 의한 패턴이 희미하게 나타났다.

구조 (5)에서는 상대적으로 진한 히든 이미지가 HS 상단에 위치하여 열을 가하지 않은 일반 상태에서도 관찰이 가능하기 때문에 히든 이미지 효과를 얻을 수 없다.

또한, 구조 (6)에서는 ID가 최상층에 위치하기 때문에 일반 상태에서도 정보 표시층이 관찰되어 히든 이미지 효과를 얻을 수 없다.

또한, 구조 (7)에서는 색 가변 효과를 얻을 수 없고, 구조 (8) 내지 (10)에서는 (b) 및 (d) 조건에서 색 가변 효과를 얻을 수 없으며, 구조 (9)는 (c) 조건에서 히든 이미지 효과를 얻을 수 없다.

또한, 구조 (1) 내지 (5)에 대하여 색 좌표 및 색 특성을 비교한 결과가 표 2 및 표 3에 기재되어 있다. 표 2는 자기장 미인가시이며, 표 3은 자기장 인가시의 값이다.

구조	최대 L*	최대 a*	최대 b*	최대 ΔL*	최소 Δa*	최소 Δb*	최소 Y	최소 반사율	평균 λmax (㎚)	최소 ΔE* ab
(1)	22.14	-2.98	10.69	-0.01	-0.02	-0.09	3.56	3.94	560	0.01
(2)	63.75	22.75	55.56	0.00	-0.01	-0.01	32.49	74.14	740	0.01
(3)	23.70	-1.32	11.23	-0.01	-0.01	-0.03	4.01	4.27	560	0.08
(4)	8.57	3.23	0.26	-.0.06	-0.03	-0.04	0.95	1.56	400	0.06
(5)	26.20	-1.57	15.40	0.00	-0.01	-0.04	4.81	5.42	560	0.02

구조	최소 L*	최대 a*	최소 b*	최소 ΔL*	최소 Δa*	최소 Δb*	최소 Y	최소 반사율	평균 λmax (㎚)	최소 ΔE* ab
(1)	31.98	-10.51	27.70	9.86	-7.51	17.09	7.08	9.95	560	21.05
(2)	64.73	20.17	54.92	0.99	-2.57	-0.63	33.71	75.01	740	2.51
(3)	33.78	-9.18	28.53	10.09	-7.85	17.36	7.90	10.93	560	21.48
(4)	8.41	2.66	0.25	-0.09	-0.52	0.05	0.93	1.59	400	0.49
(5)	36.29	-9.62	32.99	10.10	-8.03	17.63	9.16	12.99	560	21.77

표 2 및 표 3의 결과를 살펴보면, 구조 (1)과 구조 (3)의 색 좌표 특성은 거의 유사한 것으로 나타났다. 구조 (5)도 색 좌표 상으로는 양호하나 육안관찰 시 열을 가하지 않은 일반상태에서도 히든 이미지가 노출되어 히든 이미지 효과를 얻을 수 없는 것으로 나타났다. 구조 (2)는 차광역할을 하는 층의 부재로 자석 인가 전 후, MTX 기본 색상에 따른 색 특성만 측정되었다. 또한, 구조 (4)의 경우 최상단의 HS가 MTX를 가리기 때문에 자석 인가 전후 모두 어둡게 측정되는 결과를 얻었다.

상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하며, 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (9)

1. 기재;
   상기 기재의 일면에 적층되는 정보 표시층;
   상기 정보 표시층 상에 적층되며 열에 감응하는 제1 색 가변층;
   상기 제1 색 가변층 상에 적층되며 자기장의 인가에 감응하는 제2 색 가변층;
   을 포함하며,
   상기 제1 색 가변층은 외부에서 인가되는 열에 의해 투명도가 변하는 인쇄층으로서 열 감응잉크로 인쇄하여 형성되며,
   상기 제2 색 가변층은 외부에서 인가되는 자기장에 의해 색이 변하는 인쇄층으로서 자기 색 가변 잉크로 인쇄하여 형성되며,
   상기 기재 상에 상기 정보 표시층, 상기 제1 색 가변층, 및 상기 제2 색 가변층이 순차적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 색 가변층 상에 적층되는 투명 탑 코팅층을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 색 가변층은 온도가 상온인 경우 불투명하며, 상기 온도가 상온보다 낮아지는 경우 투명하게 되는 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 색 가변층은 온도가 상온인 경우 불투명하며, 상기 온도가 상온보다 높아지는 경우 투명하게 되는 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 색 가변층은 상기 정보 표시층과 동일한 색상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 색 가변층은 2층 이상으로 적층되는 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 정보 표시층은 숫자, 문자, 도형, 이미지, 로고, 이차원 바코드, QR 코드 중 어느 하나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨.
   
8. 청구항 1에 따른 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨의 제조방법으로서,
   기재 상에 정보 표시층을 인쇄하여 적층하는 단계;
   상기 정보 표시층 상에 열 감응잉크로 인쇄하여 제1 색 가변층을 적층하는 단계;
   상기 제1 색 가변층 상에 자기 색 가변 잉크(magnetically color turnable photonic crystal, MTX)로 인쇄하여 제2 색 가변층을 적층하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨의 제조방법.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제1 색 가변층을 적층하는 단계는 열 감응잉크로 인쇄하는 공정을 2회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 히든 이미지 효과를 나타내는 정품인증용 라벨의 제조방법.

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