KR20170047006A - 온도감지 표시 포장용 인쇄물 및 이를 이용한 포장재 - Google Patents

온도감지 표시 포장용 인쇄물 및 이를 이용한 포장재 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 인쇄필름 상에 다양한 색상으로 표현된 인쇄층을 형성하고, 그 인쇄층의 상부에는 시온잉크층을 형성함으로써, 60℃ 이상의 고온에서 시온잉크층이 투명하게 바뀌는 성질을 통해 다양한 색상으로 표현된 인쇄층이 표시될 수 있도록 한 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인쇄필름과, 인쇄필름의 상면에 형성되는 인쇄층과, 인쇄층의 상면에 형성된 시온잉크층을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

온도감지 표시 포장용 인쇄물 및 이를 이용한 포장재{TEMPERATURE SENSING DISPLAY PACKAGING PRINTS AND PACKING THEREOF}
본 발명은 온도감지 표시 포장용 인쇄물 및 이를 이용한 포장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄층의 상면에 시온잉크층을 형성하는 이중 인쇄를 이용하여 고온의 온도 변화에서도 다양한 색상 변화를 연출할 수 있는 온도감지 표시 포장용 인쇄물 및 이를 이용한 포장재에 관한 것이다.
변온잉크(Thermochromic Ink)란 특정 온도에서 색상이 변하는 잉크로 측온안료 및 써모컬러(Thermocolor)로 불린다.
이러한 변온잉크는 온도가 상승하면 색이 변했다가 온도가 하강하면 다시 원래의 색으로 돌아오는 가역적인 것과, 그렇지 않은 비가역적인 것 2종류가 있는데, 가역적인 변온잉크를 조합하면 온도가 올라갈 때마다 다양한 색상의 연출이 가능하기 때문에, 무드 링(Mood Ring)이나 마시기에 좋은 온도가 되면 색깔이 변하는 베이비 병(Baby Bottle) 등에 널리 사용되고 있다.
변온잉크는 보통 액상 크리스탈 및 루코 다이(Leuco Dye)의 형태이며, 액상 크리스탈은 특정 온도에 맞게 반응을 조절할 수 있으나 그 색상 변화의 범위가 제한적인 경우가 대부분이며, 루코 다이인 경우 더 색상 변화의 범위가 더 넓으나 정확히 온도에 따라 그 색상 변화를 조절하기 어렵다.
한편, 이러한 변온잉크를 이용하여 일회용 컵과 제품 뚜껑 등에 적용되어 상용화되고 있으며, 이는 평판 인쇄인 옵셋인쇄와, 열성형 마스터배치, 블록판 인쇄의 일종인 플렉소인쇄, 종이 이외의 피인쇄체에 인쇄하는 특수인쇄의 하나로 오목판 인쇄 방식의 그라비아 인쇄, 실링인쇄 등의 방법이 이용되고 있다.
한편, 변온잉크는 외부 환경에 매우 민감하므로 이를 보호하기 위해 일종의 보호막이 필요한데, 종래에 수㎛~수백㎛의 미시적(微視的)인 크기로 물질을 싸거나 덮을 수 있는 마이크로 캡슐을 이용하여 변온잉크를 보호하는 기술이 알려져 있다.
종래에 개발된 감온 변색 마이크로 캡슐은 변경 온도대가 최대 60℃ 이내여서 음료와 같은 냉장 제품의 경우 0~15℃ 사이에서 제품이 유통되므로 변온잉크 사용 영역대를 만족시켜서 충분히 그 기능성을 발휘할 수 있고, 뜨거운 물을 이용한 제품에서도 20~40℃ 정도에서 제품이 사용되므로 변온잉크 사용 영역대를 만족시킬 수 있다.
그러나 40℃ 이상에서 제품에 사용될 경우에는 실질적으로 사용할 수 있는 잉크 색상이 검은색 혹은 마젠타색 등으로 제한적이기 때문에, 그래픽 디자인 구현에 있어 많은 어려움이 있었다.
더욱이 그라비아 인쇄나 플렉소 인쇄 과정 중 독타(doctor Blade, 잉크롤러의 잉크량을 조절하는 칼) 및 가이드의 마찰로 인하여 마이크로 캡슐 자체가 파괴되어 그라비아 인쇄에 적용하는 것 자체가 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명과 관련하여 변온잉크가 적용된 선행문헌으로는 대한민국 공개번호 제20-2014-0003749호(공개일 2014.06.19)와 대한민국 등록특허 제10-0342907호(공고일 2002.07.04), 대한민국 등록특허 제10-1363633호(공고일 2014.02.17), 대한민국 등록특허 제10-0914793호(공고일 2009.09.02), 대한민국 등록실용신안 제20-0468302호(공고일 2013.08.12), 대한민국 등록특허 제10-1294224호(공고일 2013.08.07) 들이 있으나, 상기 선행문헌들에서는 고온의 온도 변화에 따라 다양한 색상 변화를 연출할 수 없는 단점이 있었다.
KR 20-2014-0003749 U (공개일 2014.06.19) KR 10-0342907 B1 (공고일 2002.07.04) KR 10-1363633 B1 (공고일 2014.02.17) KR 10-0914793 B1 (공고일 2009.09.02) KR 20-0468302 Y1 (공고일 2013.08.12) KR 10-1294224 B1 (공고일 2013.08.07)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인쇄필름 상에 다양한 색상으로 표현된 인쇄층을 형성하고, 그 인쇄층의 상부에는 시온잉크층을 형성함으로써, 60℃ 이상의 고온에서 시온잉크층이 투명하게 바뀌는 성질을 통해 다양한 색상으로 표현된 인쇄층이 표시될 수 있도록 한 온도감지 표시 포장용 인쇄물 및 이를 이용한 포장재를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적으로는 다양한 색상의 표현에 의한 심미감의 증대로 상품성을 증대시킬 수 있는 온도감지 표시 포장용 인쇄물 및 이를 이용한 포장재를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 온도감지 표시 포장용 인쇄물은 인쇄필름과, 인쇄필름의 상면에 인쇄잉크 또는 변온잉크를 사용하여 형성되는 인쇄층과, 인쇄층의 상면에 형성된 시온잉크층을 포함할 수 있다.
바람직하게 인쇄층은, 플렉소 인쇄(flexographic), 그리비아 인쇄(roto-gravure), 열고정(heat-set), 열전달(heat transfer), 오프셋(offset), 오프셋 리소그라피(offset lithography), 비접촉 레이저(non-contact laser), 잉크젯(ink-jet), 자외선(ultra-violet), 열압착(hot stamp), 스크린(screen), 및 실크스크린(silk-screen), 마스터배치 중 선택적으로 적용하며, 적어도 1도 이상으로 인쇄될 수 있다.
그리고 시온잉크층은, 인쇄층 상면의 일부 또는 전체에 형성될 수 있으며, 복색 가능한 복색 가역형 잉크일 수 있다.
여기서 시온잉크층의 가변 온도범위는 60℃-100℃일 수 있고, 가변 온도범위에서 투명해질 수 있다.
또한, 시온잉크층은 플렉소 인쇄(flexographic), 그리비아 인쇄(roto-gravure), 열고정(heat-set), 열전달(heat transfer), 오프셋(offset), 오프셋 리소그라피(offset lithography), 비접촉 레이저(non-contact laser), 잉크젯(ink-jet), 자외선(ultra-violet), 열압착(hot stamp), 스크린(screen), 및 실크스크린(silk-screen), 마스터배치 중 선택적 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있다.
한편, 상기의 온도감지 표시 포장용 인쇄물을 이용하여 포장재를 제조할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 온도감지 표시 포장용 인쇄물 및 이를 이용한 포장재에서는, 인쇄층에 시온잉크층을 이중으로 형성시키는 포장용 인쇄물을 통해 고온의 온도 변화에 따른 표시를 다양한 색상으로 표현할 수 있게 됨으로써, 포장재 등에 적용 시 심미감의 증대로 상품성이 증대되는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 온도감지 표시 포장용 인쇄물의 일부 단면도이고,
도 1b는 도 1a의 포장용 인쇄물이 적용되어 가열된 상태를 보여주는 일부 단면도이고,
도 2a는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 온도감지 표시 포장용 인쇄물의 일부 단면도이고,
도 2b는 도 2a의 포장용 인쇄물이 적용되어 가열된 상태를 보여주는 일부 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 온도감지 표시 포장재의 사용 상태를 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 온도감지 표시 포장 인쇄물을 첨부된 도면에 의거하여 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
여기서 도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 온도감지 표시 포장용 인쇄물의 일부 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 포장용 인쇄물이 적용되어 가열된 상태를 보여주는 일부 단면도이고, 도 2a는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 온도감지 표시 포장용 인쇄물의 일부 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 포장용 인쇄물이 적용되어 가열된 상태를 보여주는 일부 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 온도감지 표시 포장재의 사용 상태를 보여주는 사진이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 온도감지 표시 포장 인쇄물은, 차례로 인쇄필름(100), 인쇄층(110), 시온잉크층(120)을 포함한다.
인쇄필름(100)은, 식품이나 공업용 제품 등의 표면에 다양한 문자나 기호 등을 표현할 수 있도록 직접 부착될 수 있는 것으로서, 인몰드(in-mold) 방법이나 인서트 몰드(insert-mold) 방법 등과 같이 다양한 방법을 통해 부착될 수 있으며, 미도시 되었지만 두 가지 이상의 컬러를 표현하기 위해 베이스필름에 복수의 층이 적층되어 형성될 수 있다.
상기 인쇄필름은 플라스틱 용기에 많이 사용되는 폴리프로필렌(Poly propylene:PP)과, 연질로 약품용기 등에 사용되는 폴리에틸렌(Poly ethylene:PE)과, 음료수 병 등에 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 등이 사용될 수 있다.
이러한 인쇄필름(100) 상면에 형성되는 인쇄층(110)은, 인쇄필름(100)상에 그림이나 문자와 같은 일정 형상의 도안을 인쇄함으로 형성된다.
인쇄 방법으로는 플렉소 인쇄(flexographic), 그리비아 인쇄(roto-gravure), 열고정(heat-set), 열전달(heat transfer), 오프셋(offset), 오프셋 리소그라피(offset lithography), 비접촉 레이저(non-contact laser), 잉크젯(ink-jet), 자외선(ultra-violet), 열압착(hot stamp), 스크린(screen), 및 실크스크린(silk-screen), 마스터배치 등이 있으며, 본 발명에서는 이들 중 선택적으로 인쇄방법을 적용하여 인쇄층(110)을 형성할 수 있다.
여기서 인쇄층(110)은 빨강, 노랑, 초록, 파랑 등의 컬러색상 중 한가지 색의 잉크를 사용하는 1도 이상으로 인쇄할 수 있으며, 바람직하게는 다양한 색상 표현을 위하여 2~3도, 4도 인쇄를 할 수 있다.
인쇄층(110)은 일반적인 인쇄잉크가 인쇄되거나 또는 변온잉크가 인쇄되어 형성될 수 있으며, 도 2a에서와 같이 인쇄잉크 또는 변온잉크로 형성된 인쇄층(110)의 일부분에 후술하는 시온잉크층(120)이 이중으로 형성될 수 있다.
인쇄잉크는, 널리 일반적으로 인쇄하는데 사용되는 것으로 착색제에 의해 피인쇄물상에 화상을 형성하고 그 조화에 의해 정보를 전달하고 표현하는 물질이다.
그리고 변온잉크는 온도의 변화를 색의 변화로 기능하는 잉크로서, 온도가 원상태로 되돌아와도 복색하지 않는 불가역형과 복색하는 가역형이 있으며, 바람직하게는 가역형이 사용되고, 대체적으로 가역형 변온잉크로는 금소착염, 코레스텔릭액정, 메타모컬러 3종류가 사용되고 있다.
그리고 인쇄층(110)의 상면에 시온잉크층(120)이 형성될 수 있다.
먼저, 시온잉크층(120)을 형성하는 시온(示溫) 잉크(또는 안료)는 변온잉크와 유사 물질이나 본 발명에서는 특정온도에서 명료가 변색하는 잉크로서, 고온의 특정 온도에 도달하면 투명해지고 일정온도 이하로 내려가면 원래 색상으로 되돌아가는 특성을 가진 안료로 변온잉크와 구분하기 위해 시온잉크로 지칭하여 설명한다.
이러한 시온잉크의 변색원리는 유기산, 루코 다이(leuco dye) 및 고분자량 용매를 포함하는 캡슐의 형태로 되어 있는 시온잉크 조성물에서, 일정온도 이하에서는 유기산과 루코 다이가 용매 속 고체상(Solvent solid state)으로 되어 있어 이들을 포함하는 캡슐은 전자를 간섭하여 특정한 색이 표현된다. 상기 변온잉크가 일정온도 이상에 노출되면 유기산과 루코 다이가 용매 속 액체상(Solvent liquid state)로 변하게 되어 색을 잃게 된다. 더 구체적으로는 결정전이-PH변화-탈수-열분해, 고상반응-전자공여체-특정 수용체 환경에서의 전자 교환-결정구조변화에 따르는 광학적 변화에 의하여 변색이 이루어질 수 있다.
상기 시온잉크의 조성은 유기산, 루코 다이(leuco dye) 및 고분자량 용매를 포함하는 캡슐의 형태를 포함할 수 있고, 상기 유기산으로는 비스페놀 A(bisphenol A), 옥틸 또는 메틸 p-히드록시벤조네이트(Octyl or methyl p-hydroxybenzoate), 1,2,3-트라이졸(1,2,3-triazoles) 또는 4-히드록시쿠마린 유도체(4-hydrozycoumarin derivatives) 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 그리고 상기 루코 다이는 공지의 것을 사용할 수 있고, 구체적으로 크로마존(ChromaZone), 마츠이(MATSUI) 또는 CTI의 루코 다이를 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 고분자량 용매는 알코올, 에스터, 케톤 또는 에터 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 한정하지 않고, 구체적으로는 로렐 또는 아세틸 알코올(laurel or acetyl alcohol), 부틸 스테아레이트(butyl stearate), 케톤 또는 에터 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
더 나아가 상기 시온잉크를 구성하는 시온 조성물의 일례로 Ag2HgI4와 Cu2HgI4를 각각 사용하거나 혹은 일정비율로 섞고 원하는 색상의 안료와 혼합하여 사용한 경우가 있으며, 색상이 변하는 특정온도는 시온 조성물과 혼합하는 안료의 혼합비에 의해 결정되므로 이의 적절한 조합을 통해 원하는 온도에서 색상의 변화를 유도할 수 있다.
한편 시온잉크층(120)은, 플렉소 인쇄(flexographic), 그리비아 인쇄(roto-gravure), 열고정(heat-set), 열전달(heat transfer), 오프셋(offset), 오프셋 리소그라피(offset lithography), 비접촉 레이저(non-contact laser), 잉크젯(ink-jet), 자외선(ultra-violet), 열압착(hot stamp), 스크린(screen), 및 실크스크린(silk-screen), 마스터배치 등이 있으며, 본 발명에서는 이들 중 선택적으로 적용하여 형성할 수 있다.
그리고 바람직하게 검은색 계열로 하여 인쇄층(110)의 전체면 또는 일부면에 도포될 수 있으며, 복색 가능한 복색 가역형 잉크일 수 있고, 가변 온도범위는 60℃-100℃일 수 있고, 구체적으로는 60℃-80℃일 수 있다.
또한, 상기 시온잉크층(120)의 가변 온도범위에서 투명해질 수 있다. 구체적으로, 검은색의 시온잉크층(120)이 전자레인지와 같은 장치를 이용한 조리 시 대략 60℃-100℃ 이하에서 방출하는 빛의 파장에 의해 검은색이 투명하게 바뀌는 원리를 이용할 수 있으며, 투명해짐에 따라 다양한 색상으로 표현된 인쇄층(110)이 나타나서 제품 상태 등을 표시할 수 있다.
이에 따라 60℃ 이상의 고온 표시가 요구되는 포장 제품에는 도 1a와 같이 인쇄층(110)의 전체면에 도포되는 것이 바람직하고, 포장 제품의 특성에 따라 0~40℃의 구간대 표시가 요구되는 경우에는 도 2a에서와 같이 인쇄층(110)에 인쇄잉크 혹은 변온잉크를 도포하고, 60℃ 이상의 표시가 요구되는 구간에만 검은색의 시온잉크를 이중으로 도포하여 형성하게 된다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 온도감지 표시 포장용 인쇄물의 인쇄방법에 대하여 설명해 보기로 한다.
도 1a의 일실시예에 따르면, 인쇄필름(100)상에 적어도 1도 이상의 일반적인 인쇄잉크로 인쇄하여 인쇄층(110)을 형성하게 된다.
인쇄층(110)은 다양한 색상 구현을 위하여 3~4도로 인쇄되며, 제품의 특징을 나타낼 수 있는 그림이나 문자와 같은 일정 형상의 도안을 인쇄하게 된다.
그리고 인쇄층(110)의 상면으로 일정 두께를 가지는 검은색의 시온잉크층(120)을 도포할 수 있다.
따라서 제작된 인쇄물의 포장재 제품 적용시 예컨대 전자레인지 조리 혹은 60℃ 이상에서 가열된 시온잉크층(120)이 도 1b에서와 같이 투명하게 바뀌어서 인쇄층(110)이 육안으로 확인이 가능하게 되고, 이는 다양한 색상의 인쇄층(110)을 통해 제품의 조리 상태 등을 표시하게 될 수 있다.
도 2a의 다른 일실시예에 따르면, 인쇄필름(100)상에 적어도 1도 이상으로 인쇄층(110)을 인쇄하게 되며, 이때 인쇄층(110)은 일반적인 인쇄잉크 또는 변온잉크를 이용하여 인쇄할 수 있다.
또한, 인쇄층(110)은 다양한 색상 구현을 위하여 3~4도로 인쇄되며, 제품의 특징을 나타낼 수 있는 그림이나 문자와 같은 일정 형상의 도안을 인쇄하게 된다.
그리고 인쇄층(110)의 일부 상면에 검은색의 시온잉크층(120)을 형성하게 된다.
따라서 제작된 인쇄물의 포장재 제품 적용 시 0~40℃ 구간에서는 변온잉크로 이루어진 인쇄층(110)에서 온도 변화에 따른 표시를 하게 되고, 전자레인지 조리 혹은 60℃ 이상에서는 시온잉크층(120)이 도 2b에서와 같이 투명하게 바뀌어서 인쇄층(110)이 육안으로 확인이 가능하게 되므로, 이는 다양한 색상의 인쇄층(110)을 통해 제품의 조리 상태 등을 표시하게 될 수 있다.
일 예로 도 3의 실시예 사진과 같이 형성된 시온잉크층(120)이 가열되면 시온잉크층(120)은 투명하게 바뀌고 이에 인쇄층(110)의 빨간색과 하얀색 부분이 표시되어 육안으로 확인이 가능하게 되어 다양한 색상의 인쇄층(110)을 통해 제품의 조리 상태 등을 표시하게 될 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 인쇄필름(100)상에 1차로 플렉소 인쇄, 그리비아 인쇄, 오프셋인쇄, 마스터배치 인쇄 등을 통해 인쇄를 실시하고, 그 위에 검은색 계열의 시온잉크층(120)을 형성함으로써, 전자레인지 조리 시나 60℃ 이상에서 시온잉크층(120)이 투명하게 바뀌어서 인쇄층(110)을 통한 다양한 색상의 연출이 가능하여 상품성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
100 : 인쇄필름 110 : 인쇄층
120 : 시온잉크층

Claims (8)

  1. 인쇄필름(100)과;
    상기 인쇄필름(100)의 상면에 인쇄잉크 또는 변온잉크를 사용하여 형성되는 인쇄층(110)과;
    상기 인쇄층(110)의 상면에 형성된 시온잉크층(120);
    을 포함하는 온도감지 표시 포장용 인쇄물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄층(110)은,
    플렉소 인쇄(flexographic), 그리비아 인쇄(roto-gravure), 열고정(heat-set), 열전달(heat transfer), 오프셋(offset), 오프셋 리소그라피(offset lithography), 비접촉 레이저(non-contact laser), 잉크젯(ink-jet), 자외선(ultra-violet), 열압착(hot stamp), 스크린(screen), 및 실크스크린(silk-screen), 마스터배치 중 선택적으로 적용하여 적어도 1도 이상으로 인쇄되는 것을 특징으로 하는 온도감지 표시 포장용 인쇄물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시온잉크층(120)은,
    상기 인쇄층(110) 상면의 일부 또는 전체에 형성된 것을 특징으로 하는 온도감지 표시 포장용 인쇄물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시온잉크층(120)은,
    복색 가능한 복색 가역형 잉크인 것을 특징으로 하는 온도감지 표시 포장용 인쇄물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시온잉크층(120)의 가변 온도범위는 60℃-100℃인 것을 특징으로 하는 온도감지 표시 포장용 인쇄물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시온잉크층(120)은,
    가변 온도범위에서 투명해지는 것을 특징으로 하는 온도감지 표시 포장용 인쇄물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 시온잉크층(120)은,
    플렉소 인쇄(flexographic), 그리비아 인쇄(roto-gravure), 열고정(heat-set), 열전달(heat transfer), 오프셋(offset), 오프셋 리소그라피(offset lithography), 비접촉 레이저(non-contact laser), 잉크젯(ink-jet), 자외선(ultra-violet), 열압착(hot stamp), 스크린(screen), 및 실크스크린(silk-screen), 마스터배치 중 선택적 어느 하나의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도감지 표시 포장용 인쇄물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 의한 온도감지 표시 포장용 인쇄물을 이용하는 것을 특징으로 하는 포장재.
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