pkg3018 패키징인쇄학 chapter 2....

Dept. of Packaging, Yonsei University [email protected]

PKG3018 패키징인쇄학

2018년 2학기

Chapter 2. 인쇄 방식의 종류와 개요

서종철 교수, Ph.D.

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1.인쇄와 색채

2. 인쇄방식의 종류와 특징

3. 제판 기술의 종류와 특징

4. 인쇄 기계와 기구

오프셋 인쇄기

그라비아 인쇄

플렉소그래피 인쇄기

스크린 인쇄기

강의 목차

5. 인쇄재료-인쇄잉크

6. 인쇄재료-피인쇄체

7. 인쇄트러블현상 및 대책

8. 인쇄와 주변 기술의 응용

플라스틱 필름과 시트

지기, 골판지, 금속 캔, 유리 등

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본 CHAPTER에서는

1) 일반인쇄와 포장인쇄의 차이를 이해한다.

2) 주요 인쇄방식(flexography, gravure, offset)에

대하여 이해한다.

3) 최신 인쇄기술에 대하여 이해한다.

3


인쇄방식과 포장인쇄

포장인쇄

생산유통보존사용폐기

1) 상품 컨셉의 명확화

2) 기능의 부가가치화

3) 디자인의 부가가치화

정보의 기록

정보의 전달

정보의 표시

일반인쇄

다방면의 공학기술의 총합: 색채공학, 고분자공학, 화학공학, 사진공학, 광공학, 전기공학, 전자공학, 기계공학, 재료공학 등

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일반 상업인쇄와 달리 포장인쇄는

1)내용물이 무엇인가를 명확하게 알려주고

2)내용물의 취급방법을 정확하게 전달하고,

3)유사한 다른 상품과는 명백하게 차별화하여 판촉효과를 주고,

4)각종 적성과 내성(耐性)을 제공해야 한다.

:후가공적성, 내광성, 내마모성, 내후성, 내열성, 내 내용물성 등

인쇄

(Industrial printing)

장식

(Decoration)

패키징

인쇄

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밀착기란?밀착기 공급사

색상 교정이란?CMS란?ICC Profile이란?색상 교정용디지털 교정기 공급사

소부기란?소부기 공급사

시안 교정이란?시안용디지털 교정기 공급사

임포지션 교정이란?임포지션용플로터 공급사

개인PC/노트북입력활용컴퓨터(PC/MAC) 공급사

카피도트 스캐너란?카피도트스캐너 공급사

스캐너란?평판스캐너특징평판스캐너공급사

통신사들의 화상, 기사 제공

디지털 카메라 기능디지털 카메라 공급사

스캐너란?드럼스캐너특징드럼스캐너공급사

인쇄의 전체 Flow (ex, Offset 인쇄)

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인쇄의 5요소

① 원고(copy)- 원고지에 쓴 문장, 사진, 디자인, 회화, 컬러필름, 컬러인쇄 등 그 종류와 형태가 다양- 대부분 활자 또는 사진 식자, 워드프로세서와 퍼스널 컴퓨터로 복제하거나 사진과 전자 기술을

응용하여 작성한 필름원판으로 복제

② 인쇄판(printing plate)- 인쇄판은 원고의 문자와 그림 등을 인쇄하기에 적합하도록 구성하여 그 표면에 잉크를 묻혀 피인쇄체에

옮기는 중개물- 판은 인쇄물의 정밀도를 결정하는 것으로 그 종류와 제판 방법이 다양함- 판에는 화선부 (잉크가 묻은 부분)와 비화선부(잉크가 묻지 않는 부분)로 구분

③ 인쇄잉크(ink)- 점성을 가진 유동체이며 안료와 비이클로 구성- 인쇄잉크는 종류에 따라 안료대신 염료를 사용하는 것과 인쇄방식과 요구특성에 따라 다양한 비이클 사용

④ 피인쇄체(paper)- 다양한 피인쇄체가 존재하며, 가장 많이 사용되는 것이 종이와 플라스틱 필름- 습관적으로 종이에 인쇄하는 것을 일반 인쇄라 하고, 금속, 합성수지, 유리 등에 인쇄 하는 것을

특수인쇄라고도 함.

⑤ 인쇄기계(printing press)- 인쇄기(press, printing machine)는 판면의 잉크를 피인쇄체에 옮겨 인쇄물을 생산하는 기계- 압력을 주는 구조에 따라 인쇄방식이 달라지고, 판 종류와 인쇄물 종류에 따라 인쇄기의 형식과 구조도 다양

①원고- ②인쇄판(인쇄방식)- ③인쇄잉크- ④피인쇄체- ⑤인쇄기계

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피인쇄물 인쇄방법 용도

골판지

금속캔

유리병

라미네이트튜브

박엽지

연포장

종이컵

플라스틱컵

카턴

고무凸판, 플렉소그래피

오프셋, 드라이오프셋

스크린

그라비어

그라비어, 오프셋

그라비어, 플렉소

오프셋, 그라비어

플렉소, 오프셋

오프셋, 그라비아

외부포장용 상자

음료

음료

치약

일반포장

식품

음료

냉과

과자, 식품, 의약품, 세제, 담배

표. 포장재료와 주요 인쇄방식

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인쇄 방식의 종류

1.볼록판 인쇄 (凸版, 活版, Relief): 플렉소 인쇄(flexography)

레터프레스 인쇄(letterpress)

옵셋 레터프레스 인쇄 (offset letterpress)

2.평판 인쇄(平版,Planographic): 리소 인쇄(lithography) or 옵셋 인쇄(offset lithography)

3.오목판 인쇄(凹版, Gravure): 그라비아 인쇄(rotogravure) or 오목 인쇄(intaglo)

4.공판(孔版, Screen printing)

(a)플렉소 인쇄 (b)옵셋 인쇄

(c)그라비아 인쇄

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전통적인 인쇄의 분류

기존 인쇄방식Conventional Printing

활판(볼록판) 인쇄Letter Press

평판 인쇄Lithography

옵셋Offset

무수 옵셋Waterless Offset

요판(오목판) 인쇄Gravure

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디지털 인쇄의 분류

디지털 인쇄Digital Printing

전자사진 인쇄Electrophotography

액상 토너Liquid Toner

분말 토너Powder Toner

이온빔 인쇄Ion Beam

자기 인쇄Magnetography

자기 토너Magnetic Toner

잉크젯Ink Jet

제어 분사Drop on Demand

연속식 분사Continuous

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1.볼록판 인쇄 (凸版, Letter press)

-판의 볼록 부위에 잉크를 묻혀 피인쇄체에 전이하는 방식

-활판, 볼록 인쇄방식(letter press, relief printing)으로 명명

-목판인쇄, 금속인쇄가 시초

-적요분야: 신문, 서적 인쇄

포장관련: 소형전용기에의한 씰, 라벨소형지기 등의 소로트(lot) 생산용

특수 라미네이트 튜브의 PE 표면 인쇄용

금속, 합성수지 등

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Marginal zone

[장점]

1. 인쇄판 재료가 내쇄력이 있다.

2. 인쇄압이 크고, 판으로부터 잉크가 직접 피인쇄체에 전이->강력한 표현이 가능

3. 표면상태가 나쁜 종이에도 인쇄가 가능.

[단점]

1. 인쇄압이 크다 윤곽얼룩(marginal zone)이 생겨 다색 사진인쇄 상태가 좋지않음.

2. 사용되는 잉크는 피인쇄체에의 적용 폭이 좁다.

(종이용: 산화중합형, UV 경화형, 플라스틱용: UV 경화형)

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2.평판 인쇄(lithographic plate)-오프셋 인쇄 방식

-물과 기름(잉크)이 서로 반발하는 성질를 이용하는 인쇄방법

친수성부: 비화선부(non-image area), 친유성부: 화선부 (printing area)

-간접인쇄(off-set) 방식: 화선부(Printing plate)실린더(Blanket Cylinder) 전사 피인쇄체 전사)

-Type: Sheet-fed, Web-fed, Duplicator

-가장 널리 보급된 인쇄방식

-포장지, 지기, 골판지용 라이너, 케이스용 시트, 식관, 화장판 등의 주석판에 이용

(축임물)

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비화선부(수분) 화선부(잉크)

블랭킷 실린더

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(1)장점

-유연한 고무판(blanket)으로부터 피인쇄체에 간접인쇄거친표면과 딱딱한 피인쇄체에도 양호

한 인쇄 가능

-인쇄판을 만드는 것이 다른 판식에 비하여 용이하고 안정성이 있음

-지면에의 톤 인쇄가 용이하고, 망점의 재현성이 양호하여 컬러인쇄가 용이

-제판이 간단하여 소롯트(Lot) 생산이 용이

-내열성 잉크의 인쇄가 가능

-UV잉크를 이용하면 건조가 빠르고 냄새가 적은 인쇄가 가능

(2)단점

-잉크에 구하는 물성(판과의 친화성, 기계상의 유동성 등)에서 비이클이 되는 수지에 제약이 있

고, 적용될 수 있는 피인쇄체가 한정

-블랭킷을 통한 간접 잉크 전이 피막의 두께가 엷게 되어 양감이 부족한 경우가 경우 존재

-물을 사용하기 때문에 색조 오차 위험이 존재

-인쇄기가 복잡

-긴 잉크의 건조 시간

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http://www.alibaba.com/product/printersparts-11568451-10987089/Used_Offset_Printing_Machines.html

http://www.madehow.com/images/hpm_0000_0005_0_img0092.jpg

http://stp.isaprinter.com/sites/276/files/webFiles/professinal-image-1.jpg

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Duplicator

Sheet-fed Offset Printing

Web-fed Offset Printing

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Offset letterpress (dry offset) assembles the entire image on a blanket roll and transfers the image to a round container in one rotation of the container

피인쇄체

*드라이 오프셋 인쇄방식 (dry offset, letter press offset, relief offset)-주로 곡면인쇄에 사용:금속캔, 플라스틱 튜브, 래미네이트 튜브, 플라스틱 용기-세밀한 인쇄는 곤란하나, 각색의 위치관계(핀트)가 변화지않아 피인쇄체의 형상에영향을 받지않는 이점이 있음

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3.오목판 인쇄(Gravure)-그라비아 인쇄 (Gravure Printing)

-Intalgio printing, Roto gravure printing, photo gravure printing, gravure printing 등으로 명명

-오목한 화선부에 잉크를 채워 피인쇄물에 전이시켜 인쇄하는 방법

-판의 심도는 화상의 농도에 따라 심도차를 2~40m의 범위로 실시

-Doctor blade를 이용하여 잉여 잉크를 제거한 후 피인쇄체에 인쇄

-Type: 낱장식 (Sheet-fed), 두루마리식 (Web-fed)

-화상계조를 풍부하게 연속적으로 재현할 수 있고, 내쇄력이 크기때문에 대량인쇄가 가능

-패키징, 출판 (잡지, National Geographic), Speciality (Money, Stamps, Wall paper)

-농담(계조) 표현방식: 컨벤셔널 그라비어 방식, 망점 그라비어방식, 전자조각법

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비화선부 화선부

동판

[컨벤셔널 그라비어법]

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(1)장점

-금속으로 만든 판과 점도가 낮은 용제타입의 잉크를 사용하기 때문에 비이클 수지를 많이 사

용할 수 있고, 플라스틱 필름 등 다양한 소재에 대하여 인쇄가 가능

-높은 잉크선택의 자유도 (용제, 수지) 모든 플라스틱 필름 인쇄가 가능

-인쇄판의 심도가 일정하게 안정되어 있으므로 전면인쇄에 유리.

-판의 안정성, 내쇄력이 높고 롱런 인쇄, 연속인쇄가 가능.

-엷은 종이, 연한 필름 등 다양한 피인쇄체에 인쇄가 가능.

-원형형상의 판을 이용한 두루마리의 인쇄가 가능.

-우수한 톤 재현성 및 강력한 인쇄감 구현가능, 컬러인쇄에 적합.(우수한 계조표현성)

-다량의 인쇄물을 단시간 내에 생산 가능 (고속성)

(2)단점

-비점이 낮은 유기용제 사용 건조장치와 작업환경에 대한 고려 필요 (방폭, 방화설비 등)

-제판설비는 다른 판식에 비하여 규모가 크며, 높은 제판비

-디자인 변경 및 삭제 시 수정불가 인쇄판을 다시 제작해야 하며, 추가적인 제판비 필요.

-제판공정이 길고 시간이 많이 소요.

-피인쇄물의 표면이 일정하고 좋아야 인쇄효과가 높음.

-열 봉함되는 부분은 인쇄잉크가 있으면 접착강도가 떨어짐.

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Six Color Gravure Printing Machine (ASY-600-1000)

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4.플렉소그래피 인쇄 (Flexography Printing)

-볼록판(활판)방식에 속하며, 포장인쇄에 그라비어 인쇄와 함께 많이 사용

-고무판이나 감광성 수지판 사용

-복합인쇄방식: 유연탄성력의 볼록판+수성 또는 수용성 잉크+속건성 잉크의 조합

-Type: Sheet-fed, Web-fed

-골판지 인쇄, PE 필름의 표면인쇄

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5.공판-스크린 인쇄 (Screen Process Printing)

-스크린 망사 재질: 나일론(Nylon), 데트론(Polyester) 또는 스테인레스 스틸 등

-필요한 화상 이외의 부분을 막고 그 안에 인쇄잉크를 부어 스퀴지(Squeegee)라 불리는 주걱으

로 스크린 내면을 가압하면서 움직이면 잉크는 판막이 없는 부분의 망사를 통과하여 판 밑에 놓여

있는 종이나 기타 피인쇄체에 인쇄하는 방식

-다품종 소량 인쇄에 적합

-잉크량이 많은 중량감, 박력감, 고급감을 내는 인쇄특징

-도전성 잉크에 의한 프린트 배선기판, IC회로 작성, 자성잉크에 의한 기록카드 등 사용

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피인쇄체

Ink roller

비화선부

화선부

스크린

Silk Screen Stencils

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(1)장점

-다양한 종류의 잉크 사용과 다양한 색조 표현 가능

-잉크피막측이 두껍고, 잉크피막조절이 용이하여 강력한 느낌의 인쇄가 가능

-다양한 형상의 피인쇄체에 인쇄가 가능 평면, 원형, 곡면 또는 기하학적 면

-내열, 내광, 내마모성, 내약품성 등 내구성이 강하여 특수용도 및 특수효과 구현 가능

(2)단점

-생산능력 및 양산성 불리 -낮은 톤재현과 인쇄 재현성

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RFID Tags by screen printing

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6. 잉크제트 인쇄방식 (Ink-Jet Printing)

-작은 nozzle로부터 액체방울이 된 잉크를 분출(방출)시켜, 정전화(靜電荷)로 비산 방향을 제어

하며, 피인쇄체상에 패턴(dot pattern)을 형성하는 화상 기록방식

-무압 인쇄방식: 피인쇄체 사이의 압력을 걸 필요가 없음

-전계 제어형, 하전량 제어형, Hertz형, 잉크온디맨드형

-컴퓨터 디자인의 교정 출력용, 대(袋), 지기, 골판지 상자, 음료용기, 측면 충전시 날짜, Lot번호,

제조번호 표시 등

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(1)열전사(heat-transfer printing), 핫스템핑(hot-stamping printing)

(2)패드 프린팅(Pad printing)

(3) 홀로그랩 (hologram)

(4) 서모크로믹 재료

(5) 인몰드 라벨(IML)

(6) Distortion인쇄

(7) 향료인쇄

(8) 필름의 증착

(9) 오펄인쇄(Sirio Pear Embo)

(10) 식용잉크의 이용

7. 기타 인쇄방식

[용도]고급카다로그, 브로슈어, 애뉴얼리포트, 리플렛 등 고급인쇄물 표지, 웨딩카드, 축하카드, 폴더, 메뉴판, VIP 안내장, 명함 등

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열 전사기술(Thermal Transfer Printing Tech.)

감열식 리본상의 잉크를 발열체(주로 열 전사 헤드)의 발열 제어로 문자, 도형 및 화상을 전

사하여 인쇄하는 방식.

잉크의 리본이나 발열체의 차이에 따라 열 용융형, 승화형, 통전형 등으로 구분

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Heat-Transfer and Hot-Stamp Printing.

Heat-transfer and hot-stamp printing are similar in that they both use heat to transfer i

mages from a carrier web to the substrate to be decorated. They are both clean proce

sses since there are no inks to dry. Both processes require a substrate that is reasona

bly heat tolerant.

[Hot stamp printing uses a heated die that has the image engraved into its surface]

http://www.youtube.com/watch?v=QgU3xhVN2Fw34


패드인쇄 (Pad Printing)

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패드인쇄 (pad printing)

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패드인쇄 (pad printing)

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홀로그램 (hologram)

Holographic aluminium foils

-홀로그래피(holography)란 파동의 간섭현상을 이용해 원래 그대로의 상을 재현하는 사진법

-일반적인 사진의 상은 물체에서 반사되는 빛의 세기 변화량을 기록 반사광이 적은 부분은 어

둡고 반사광이 많은 부분은 밝게 표시 3차원 물체로부터 나오는 빛을 2차원 평면에 기록하는

것은 한계 존재.

-반면 홀로그래피는 빛의 세기뿐 아니라 파동으로서의 빛이 갖는 위상(phase)까지도 기록함으로

써 원래의 3차원 상을 정확히 재현가능.

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39



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50:50Beam splitter


[그림] He-Ne레이저에서 나온 빛이 공간필터(spatial filter)를 통과한 후 매끈한 구면파로 퍼져나간다. 50:50 빔분리기(beamsplitter)에서 두 파로 나누어진 구면파 중 하나는 물체에 조명되어 물체파를 만들고, 하나는 그대로 필름에 조명되어 기준파를 만든다.

◎ 투과형 홀로그램

◎ 반사형 홀로그램

[그림] He-Ne레이저에서 나온 빛이 공간필터(spatial filter)를 통과한 후 매끈한 구면파로 퍼져나간다.50:50 빔스플리터(beamsplitter)에서 두 파로 나누어진 구면파 중 하나는 물체에 조명되어 물체파를만들어 필름의 앞에 조명되고, 하나는 그대로 필름의 뒷면에 조명되어 기준파를 만든다.



홀로그램의 특징

위조방지 효과 타 보안인쇄와 달리 제품을 통해서 카피 힘듦

다양한 응용성 다양한 제품들에 제한을 받지 않고 적용이 가능

비용의 경제성 다른 제품들에 비해서 가격대비 경쟁력

뛰어난 주목성 무의식 중에 눈길을 사로잡는 고유의 칼라

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서모크로믹 재료 (Thermochoromic Materials, 시온안료)

Thermochromic materials change reversibly color with changes in temperature.They can be made as semi-conductor compounds, from liquid crystals or using metal compounds.The change in color happens at a determined temperature, which can be varied doping the material. They are used to make paints, inks or are mixed to molding or casting materials for different applications.

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서모크로믹 재료 (Thermochromic Materials, 시온안료)

시온 안료는 기본적으로 Microcapsule 물질로 이루어져 있으며 그 크기는 약 1-10㎛

Electro donor (전자 공여체)Electro acceptor (전자 수용체)

온도 상승 시 투명온도 하강 시 색 표현

액정 기술과 같이 기준 온도를기점으로 분자의 배열 달리하여유색과 투명을 나타낸다

원리1

원리2

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마시기에적정한 온도

라벨에 자동 표시

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색변화를 통한 감지기술 활용 패키징의 예색변화를 통한 감지기술 활용 패키징의 예

신선도 변화를색깔로 감지

미생물 증가를 바코드 변화로 감지

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Principle – interaction between food and indicator.

The resources for this interaction can be various metabolites of food, e.g., glucose, CO2, ammonia, dimethylamine (DMA), trimethylamine (TMA), biogenic amines, sulphuric compounds, ethanol, organic acid, ...

Most of concepts are based on a color change of the indicator.

Semi-permeable Membrane

General structure: Label

Metabolites

Intelligent Packaging - Freshness Indicator

Chicken breast

PE film

Plastic tray

Freshness Indicator

Direct contact

Headspace(non-direct contact)

색변화를 통한 감지기술 활용 패키징의 예(2)색변화를 통한 감지기술 활용 패키징의 예(2)[추가 자료]


Freshness indicator (Direct contact pH indicator)

Storage Time (day)

0 2 4 6 8 10 12

VB

N(m

g%)

0

20

40

60

80

100

4 oC10 oC

Storage time (day) 0 2 4 6 8 10 12

Log

cou

nt (

CFU

/g)

0

2

4

6

8

10

Pseudomonas spp (4 oC)Total plate count (4 oC)Pseudomonas spp (10 oC)Total plate count (10 oC)

After the 10 day storage test, migration of the dye from the indicator to the chicken breast surface was not detected, indicating that the BCP dye was well entrapped in our pH indicator system.

However, the color change depending on the pH in the vicinity of pH 6.2~6.5 was not clearly classified. Changes in binder and dye or mixing of dyes are under consideration.


[추가 자료]

색변화를 통한 감지기술 활용 패키징의 예(2)색변화를 통한 감지기술 활용 패키징의 예(2)


PET film (15m)

Ink (Binder/dye) (Gravure Printed)

Partially laser drilled PE film

Day 0; CO2 2.7% Day 3; CO2 69.9%

* No migration of dye into product


[추가 자료]

색변화를 통한 감지기술 활용 패키징의 예(2)색변화를 통한 감지기술 활용 패키징의 예(2)


인몰드라벨(In Mold Labelling, IML)

IN-MOULD-LABELING is a technology where plastic moulded parts can be decorated with labels, which instead of being stuck onto after moulding,can be laid into the mould in advance of the injection moulding process.

History of IMLThe first IML applications were on the market in the 80`s. Nearly all IML applications were concentrated in and around the edible goods packaging industry. These included:

● Ice-cream packaging● Butter-Margarine (Yellow Fats) packaging● Cheese-packaging

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인몰드라벨(In Mold Labelling, IML)

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Distortion 인쇄

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향료인쇄

색잉크에 직접 향료를 혼합한 것을 사용하는 인쇄와 합성향료를 젤라틴이나 멜라민 또는

PVA의 5∼20㎛정도의 마이크로 캡슐에 봉입하여 여기에 수용성 바인더(결합제)를 혼합한 잉

크로 인쇄하는 것을 통칭

잉크에 직접 향료를 혼합한 경우 지속성이 낮지만, 캡슐 봉입잉크는 무색으로 투명에 가깝

고 덧인쇄용이므로 상대적으로 향기 유지기간이 김,

향료 캡슐잉크를 사용하는 인쇄는 스크린 인쇄방법으로 하는데 직접 화상을 인쇄하는 것이

아니고 평판 인쇄한 화상의 일부에 겹쳐 덧인쇄하는 것이 일반적.

적용제품에 따라 캡슐의 강도가 중요 (예, 종이 인쇄의 경우 손톱으로 문질러 캡슐을 터트

려 향기를 발산하므로 캡슐은 작은 입자로 단단한 것을 사용,

의복의 경우에는 움직이는 데에 따라 캡슐이 조금씩 터져

향기를 발산하는 것이므로, 너무 단단한 캡슐은

터지지 않고 반대로 너무 연하면 세탁할 때

견디지 못하는 위험성 존재)

인캡슐화 (Encapsulation) 기술54

스마트 패키징 소재의 예 Encapsulation

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