PT 이슈
협회 및 유관단체
글 | 이상현, 하영백, 서동일, 구철회
본 <교과서용 인쇄판 제작의 품질 안정화에 관한 연구>는 2015년도 (사)한국인쇄학회(학회장 오성상) 학술발표회를 통해 산업체기술보고로 소개 된 내용으로, 현장 실험을 통하여 CTP 장비의 적정 노광 범위와 현상 과정의 적절한 현상 속도 및 온도를 찾기 위한 연구다.
3-2. 서멀 판(thermal plate)의 망점 재현 균일성
서멀 판(thermal plate)은 탈지, 전해연마, 수세, 양극산화, 수세, 코팅, 건조 등의 공정처리를 거쳐 만들어 진다. 모든 생산 공정에서는 산성 또는 알칼리와 같은 약품이 사용되며, 온도, 약품의 농도, 전류량 등과 같이 여러 가지의 요소들에 의해서 표면 처리에 대한 품질이 결정 된다. 또한 감광액의 성분, 감광액의 희석 비율과 건조 시간, 건조 상태 등과 같은 요소들에 의해서 품질이 결정 된다.
이와 같이 제조 공정 중 서멀 판의 표면 균일성에 영향을 미치는 요인은 다양할 수 있으므로 최종 생산된 판면의 망점 재현이 불규칙 할 수 있다. 실험은 판의 9개 지점에 미들톤 스트립을 배치하여 망점 재현의 균일성을 측정하였다
그림 11. I사 판의 망점 재현 결과
A사의 망점 재현성의 평균치와 차이가 가장 큰 값은 0.5%이고, 차이 중 가장 큰 편차는 1.9%이었다. I사 망점 재현성의 평균치 차이가 가장 큰 값은 0.9%이고, 이러한 차이 중 가장 큰 편차는 0.9%이었으며, K사 망점 재현성의 평균치 차이가 가장 큰 값은 0.6%이고 이러한 차이 중 가장 큰 편차는 0.7%이었다.
A사 판의 편차가 1.9%로 조금 높은 경향을 보였다. 이러한 이유는 더블 레이어 층의 색상이 현상전과 현상 후에 다소 변화가 일어났기 때문으로 판단되어지며, 이러한 영향을 줄 수 있는 요소는 현상액의 잔여물(찌꺼기) 때문으로 판단되어진다. 망점 측정 장비의 오차 범위를 감안할 경우 모든 서멀 판(thermal plate)은 좋은 망점 재현 균일성을 가지고 있었다.
그림 13. 광분해성 판재의 현상과정.
3-3. 현상액의 온도와 현상 속도에 따른 망점 재현
그림 10. A사 판의 망점 재현 결과
그림 12. K사 파의 망점 재현 결과
제판 공정에서의 현상 공정은 매우 중요하다. 광분해성 판재(positive plate)의 경우 빛 에너지를 받아 분해된 비화선부의 감광액 층을 현상액에 용해하여 친수성 알루미늄 층을 생성하고, 광경화성 판재(negative plate)의 경우는 빛 에너지를 받아 경화된 화선부를 남기고 비화선부의 감광액 층을 현상액에 용해하여 친수성 알루미늄 층을 생성함으로 현상액의 온도와 현상시간은 망점 재현과 판의 내쇄력에 매우 중요한 역할을 한다.
그림 15에서 그림 18에 각 판재회사별 현상온도와 현상시간에 따른 망점의 변화를 나타냈다. 망점으로 재현된 중간 톤은 50%에서 망점의 변화가 가장 크게 발생 하였으며, 모든 판재에서 현상 시간 변화에 따른 편차 보다 온도 변화에 따른 편차가 크게 작용했다. 현상 시간에 따라 망점 재현력의 편차가 가장 크게 나타난 것은 S사의 UV 판재로서, 다른 서멀 판에 비하여 약한 에너지를 가진 광원의 영향으로 현상시간이 길어지면 판재의 망점 형성에 영향을 주는 것으로 판단된다. 따라서 현상 온도, 현상 속도 등 현상 조건이 판의 망점 재현에 중요한 요소인 것을 확인 할 수 있었다.
그림 14. 광경화성 판재의 현상과정
그림 15. A사 판재의 현상온도와 현상시간의 변화에 따른 결과
그림 16. I사 판재의 현상온도와 현상시간의 변화에 따른 결과
그림 17. K사 판재의 현상온도와 현상시간의 변화에 따른 결과
그림 18. S사 판재의 현상온도와 현상시간의 변화에 따른 결과
3-4. 서멀 판(thermal plate) 내약품성 실험 결과
제판 과정을 마친 인쇄판은 인쇄 공정에서 비화선부에 습수를 화선부에 잉크를 묻혀 블랭킷으로 이미지를 전달하고 전달된 이미지는 종이에 인쇄된다. 이렇게 종이에 이미지를 인쇄하는 과정에서 주로 사용하게 되는 화학품을 판에 떨어 뜨려 반응을 육안으로 관찰 한 결과, 표 6과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
더블 레이어 A사와 I사의 판은 애치액과 알코올 원액에서 크게 반응 했으며, 싱글 레이어 K사 판은 애치액에는 크게 반응하였고, 알코올에는 미세하게 반응하였다. 판의 종류, 판의 제조 특성에 따라서 약품 반응은 다르다는 것을 알 수 있었다. A사와 I사의 판은 애치액과 알코올 원액에 반응하였으나, 하층 레이어는 두 약품에 반응하지 않았음을 육안으로 확인 할 수 있었다. 상층 레이어가 손상된 판들의 인쇄 품질을 확인하기 위하여 정상적으로 제작된 A사 판을 인쇄기에 장착하여 1차 인쇄를 진행 하고, 다음의 그림 17처럼 인쇄 전 알코올, 에치액, 아세톤에 손상된 사이안(cyan)판을, 정상 인쇄 중이던 판과 교체 하여 인쇄를 진행 그 결과를 비교 고찰하였다.
그림 20. 각 판재의 내약품성 실험.
그림 23. CTP 더블 레이어 판의 과 현상에 의한 판의 손상.
표 3. 각 판별 약품 반응 결과
그림 21. 강제 손상을 입힌 인쇄판과 인쇄 직 후 약품에 손상
그림 22. 정상 인쇄판과 손상된 판에 의해 제작된 인쇄물의 결과
판 교체 후에도 정상 인쇄판에 의해 제작된 인쇄물은 그림 21의 좌측 그림처럼 인쇄에는 아무런 문제를 나타내지 않았으며, 그림 20에서처럼 아세톤, 알코올 그리고 에치액 등을 사용하여 강제로 판에 약품에 의한 손상을 만든 인쇄판에 의해 제작된 인쇄물 또한 정상 인쇄물과 동일한 결과를 나타내었다. 따라서 현재 국내에서 시판되고 있는 CTP 더블 레이어 판은 상층 레이어의 손상이 있어도 하층 레이어 만으로 인쇄에 아무런 문제가 없음을 확인 하였고, 하층 레이어는 인쇄에서 사용하는 약품들에 화학적 내성이 좋은 것을 확인 할 수 있었다. 하지만 싱글 레이어의 경우에는 화학물질에 내성을 가지는 층이 없기 때문에 약품에 의한 인쇄판 화선부 손상이 있을 것으로 판단되어진다.
4. 결론
본 연구 결과를 통해, 교과서 인쇄판 제작의 품질 안정화에 관한 실험 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
1. CTP 서멀 판의 감도에 따라 광분해성 서멀 판은 광분해 되기 위한 에너지의 량이 다르기 때문에 표준화된 판 제작을 위해서는 장비와 판 특성에 맞는 적정한 RPM, Focus, Zoom의 설정이 필요하다는 사실을 확인할 수 있었다.
2. 표준화된 판 제작을 위해서는 판면의 위치별 감광층의 균일성 측정을 통한 판면의 망점 재현성 편차를 측정하여 관리함으로서 인쇄생산의 효율적인 측면이나 최적화를 이룰 수 있을 것으로 판단된다.
3. 제판 현상 공정의 현상액 온도 및 현상 시간은 매우 중요하며, 현상액 온도 및 현상 시간은 정확히 관리되어야만 안정된 품질의 인쇄판을 제작할 수 있다는 실험 결과를 얻었다. 특히 과 현상은 더블 레이어 판의 경우 싱글 레이어 판보다 망점의 손실뿐만 아니라 판의 내쇄력에도 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
4. 인쇄 공정에서 사용되는 판 클리너나 블랭킷 클리너는 판면에 크게 영향을 미치지 않으나 에치액과 알코올 등 습수에 첨가되는 첨가제의 경우 판면에 손상을 입히는 결과를 나타내었다. 이러한 다양한 화학 약품이 판에 영향을 미칠 수 있으므로, 작업공정에서 철저한 검토와 관리가 되어야 하며, 더블 레이어판은 싱글 레이어 판보다 큰 내약품성을 가진다는 것을 알 수 있었다.교과서용 본 실험 결과와 같이 인쇄판은 제조공정 및 감광액의 종류에 따라 다르기 때문에 CTP장비의 상태에 따라 제조 품질이 다를 수 있다. 그러므로 교과서용
인쇄판 제작의 품질 안정화를 위해서는 판의 용도 및 특성을 고려한 표준화된 가이드와 과학적인 품질 평가를 통한 관리가 이루어져야 할 것으로 생각되어진다.
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<월간 PT 2016년 4월호>