10여년 전만 해도 어떤 유제를 사용할까 하는 선택은 매우 간단했다. 그 당시에는 유제의 종류가 단지 내용제성 유제와 내수성 유제, 딱 두가지밖에 없었기 때문이다. 약간의 중크롬산 유제를 제외하고는 모든 유제는 거의 Diazo Type이었다. 우리는 약 50종류의 생산품 중에서 선택을 해야했고, 그 유제들의 한계도 그대로 받아들였다. 예외적인 품질이 요구되었을 때만, CAPILLARY DIRECT FILM이 고려되었을 뿐이었다.

  그러나 오늘날, 스크린인쇄 관련 제품들이 빠른 속도로 개발되고 있기 때문에 그 모든 것들이 변화하고 있다. 인쇄도 잘 되어야 하고, 노광시간도 빨라야 하고, 각종 용제에도 견디어야 하는 등, 거래처의 유제에 대한 요구 조건은 점점 까다로워지고 있는 추세인 것이다. 결과적으로 북미에서만도 쓸 만한 직접 유제가 벌써 100여개가 넘어섰고, 이제 Diazo 감광제의 수준의 유제는 더 이상 업계에서 독보적인 존재가 아니다. Diazo 감광제는 크게 두가지 기술, 즉, 이중경화유제와 일액형 포토폴리머 유제에 밀리게 되었다.

  이들 유제들은 어떤 차이가 있으며, 또 어떤 유제를 사용해야 하는지를 결정하기 위해서는 각각 유제들의 장·단점을 알 필요가 있다. <도표 1>은 가장 일반적으로 쓰이는 유제의 성질을 나타낸 도표이다. 이 도표를 살펴보면 우리는 적절한 분야에 맞는 적절한 유제를 선택할 수 있다.

  그러나 유제 제판 선택 전에 유제의 각 구성원들에 대해 알아 보아야 한다.

  유제 가족의 각 구성원들, 그들은 무엇을 하는가?

  엄마처럼, 딸처럼, 아버지처럼, 아들처럼, 즉 사람의 가족들처럼 유제 가족의 각 구성원들도 각각의 개성이 있다. 그러나 사람들과는 다르게 유제는 곤란한 상황에 대해 대처할 수 있는 능력을 가지고 있지 않다.

  유제의 각 구성원들은 습기의 증가를 감지할 수 없고, 그것에 저항할 결정을 하지 못한다. 또 그들은 세부사항을 인식할 수도 없고, 또 그것을 해결하기 위해 일일이 모든 정거장에 정차할 수 있는 능력이 되지도 않는다. 모든 유제들이 어떻게 일을 하는가 이해하기 위해서 우리는 가장 기본부터 출발해 보기로 한다.

  Diazo 감광유제

  Diazo 유제는 두가지 비닐 수지, 감광제, 색소, 가소제, 표면 활성제, 그리고 유제 각각에 개성과 특징을 주는 다른 요소들로 구성되어 있다. Diazo 유제 안의 두가지 비닐수지는 일반적으로 폴리비닐 알콜(PVOH)과 폴리비닐 아세테이트(PVA)이다(일부 유제는 PVA를 다른 요소로 대체하는 경우도 있다). PVA와 PVOH는 샐러드 소스의 오일과 식초처럼 행동하기 때문에 직접유제 사용을 적합하게 해준다.

  PVOH는 수용성이며 상당한 내용제성을 갖는다. PVA는 바로 그 반대이다. 용제에 녹으며 상당한 내수성을 갖는다. PVOH는 유제에 내용제성을 주며, Diazo 감광제와 반응해서 유제를 "경화"시킨다. 결론적으로 PVOH는 유제가 탈막 가능하도록 하는 역할을 한다. PVA는 내수성을 제공한다. PVA는 밀도가 상당히 높기 때문에 유제의 고형분에 주요한 공헌을 한다. PVA 그 자체로는 유제가 Diazo 감광제와 반응하는데 아무런 역할을 하지 못한다. 그러므로 PVOH는 그가 유제 안에서 활동하는 동안에는 유제 안의 거의 모든 일을 하고 있다고 볼 수 이다. 실질적으로 PVOH의 아주 미세한 층이 PVA 분자를 덮고 있다. 이것은 마치, 해변가에서 기름을 쏟은 후, 그 흔적을 발견하기 어려운 것처럼, PVA와 PVOH 서로 간에 구별할 수 없을 정도의 한 덩어리로 볼 수 있다. 내수성인 PVA는 탈막용액에 저항을 시도하지만 PVOH 층이 일반적인 보통 탈막 절차로도 PVA의 탈막을 가능하게 한다. 만약 제판이 노광 부족 상태인 경우에는 초산염(아세테이트)은 PVOH에 의해서 제거되기가 불가능하다. 이것은 어째서 딱딱하고 탈막 불가능할 것 같은 유제자국들이 용제에 의해 제거되는가를 설명하는 것이다. 초산염(아세테이트) 자국은 일반적이지만, 막을 수 있는 문제이고, 또 많은 사람들이 경험을 가지고 있다. <그림 1>은 내용제성 유제의 그림이다. <그림 1>에서 보듯이, PVOH가 많으면 내용제성 유제가 되고 PVA의 비율이 낮으면 고형분과 내수성의 강화가 필요해진다. <그림 2>는 내수성 유제이다. 이 경우 PVA의 비율이 크다. 어쨌든, 어느 type의 유제라도, 이 두가지 수지가 필수적이다. 이 두가지 수지의 수준에 의해서 유제의 특성이 결정된다.

    가소제 (plasticizer)

  가소제는 일반적으로 유제에 유연성과 기계적 저항을 제공한다. 특별한 공식에 의해 요구되는 유제 특징에 근거해서 넓은 범위의 가소제가 유제에 사용되고 있다. 즉, 가소제가 많이 함유되면, 유제막은 유연해진다. Diazo 감광제는 분말이나 시럽 형태로 공급된다. 시럽 형태는 물에 녹이기가 더 쉬운 반면, 분말은 더 안정적이다. Diazo는 흥분하기 쉽고, 즉 안정적이지 못한 물질이다. UV 빛에 상당히 활동적인 반응을 보이고 열과 물도 Diazo를 움직이게 한다.

  사용하지 않은 Diazo는 차고 건조한 상태에서 보관되어야 하며, 어쨌든 습기와는 멀리해야 한다. 그리고 Diazo는 물과 섞이는 순간부터 붕괴, 즉 변화하기 시작하므로 즉시 유제에 혼합되어야 한다. 감광제가 교반된 유제는 대부분 그 이전에 한 gallon이 소비되겠지만 선반 위에서 대략 3개월 정도의 수명이 된다고 볼 수 있다.

  유제가 코팅된 스크린의 수명은 다르다. 그 스크린은 정말 열을 싫어한다. 에어컨을 틀지 않은 한 여름 주말에 이 스크린들을 방치한다면 그것은 몹시 어리석은 짓이다. 만약, 그렇게 되었을 때, 최선의 방법은 스크린을 탈막하고 다시 시작하는 수밖에 없다. 감광제가 유제에 혼합되고 스크린에 코팅되고 건조하고 노광 준비가 되었다고 하자. 만일 노광기를 켜고 커피한잔 하기 위해, 노광실을 떠났을 때, 어떤 일이 일어날까?

  노광실 안에서는 그들만의 파티가 시작된다. Diazo는 매우 재미있는 개성의 소유자로 매우 흥분도 잘하고, 한 마디로 일행 중에 가장 튀는 type이다. Diazo는 유제 안의 모든 광화학적인 대변혁을 주도한다. 그것을 체인 반응, 중합 또는 교차 결합이라고 부른다. 여기서 말하는 중합(Polymerization)의 사전적인 의미는 한 종류의 화합물이 2개 이상 결합해서 분자량이 큰 화합물을 만들고, 그 화학적 조직에는 변화가 없는 것이라는 뜻이다. Diazo는 제판 안에서 유제를 변형시킨다. 여기에 유제의 교차결합 동안에 일어나는 것에 대한 쉬운 설명이 있다. UV 빛은 Diazo에 불안정할 정도에 이를 만큼 정력을 준다. 각 Diazo 분자는 6개에서 8개 정도의 팔을 가지고 있는데, 이 자유분방한 팔들이 PVOH와 함께 교차 결합을 한다. 이 작업 과정이 어떻게 일어나는가를 설명하기 위해서 당신이 실 더미를 가지고 있다고 상상해 보자. 그 실더미를 집어 올리면 그것은 흐트러질 것이다. 지금 그 실 더미에 풀을 뿌리고 건조시켜서 그것을 들어올리면 풀은 실의 한 가닥, 한 가닥을 서로 붙게 하는 역할을 하게 된다. 직접 유제 안에서의 Diazo가 같은 방식의 역할을 한다고 보면 적절하다. 만약, 풀이 완전히 건조되지 않았다면, 실더미는 흐트러질 것이다. 만약 Diazo가 PVOH와 완전히 교차결합 되지 않았다면 당신의 제판에 같은 현상이 일어날 것이다.

  내수성 유제의 경우, 수용성인 PVOH는 물에 상당한 저항성을 갖게 되고, 그래서 제판의 과정에 물이 사용될 수 있고, 또 수성잉크로 인쇄가 가능하다. 그리고 주위의 습기에도 저항력이 있다. 용제에 녹는 PVA는 어느 정도의 내용제성을 갖고 있지만 솔벤트베이스인 스크린 세정제로 유제가 닦일 정도는 허용한다. 체인 결합이 약해지는 것을 막기 위해 모든 Diazo가 소모되어야 한다. 노광부족은 약한 결합을 만들고 핀홀, 제판막의 파손 그리고 탈막 곤란을 야기한다. 만약 노광전에 유제가 완전히 건조되지 않았다면, Diazo는 PVOH 뿐만 아니라 물과도 교차결합을 할 것이다. 그리고 유제는 충분히 경화되지도 않을 것이다. 사실 제판은 단순히 노광부족으로 인해 많은 약한 교차 결합을 갖게 되는 결과가 나타난다. 노광기에서 발생되는 열은 노광 동안에 유제를 건조시키지 못한다. 유제 안의 습기로 인한 제판 불량은 노광 부족으로 인한 원인과 같다. Diazo 감광유제의 장점과 마찬가지로 이 유제의 한계는 그 화학적 구조에서 비롯된다. Diazo 유제는 내수, 내용제성의 두 가지 성능을 다 만족시킬 수 없다. 또한 노광시간, 높은 고형분, 쉬운 탈막, 내수성을 갖도록 할 수 없는 한계가 있다.

DUAL-CURE (이중경화) 유제

그럼 이제부터는 신비한 구성을 갖는 이중경화 유제에 관하여 알아보도록 한다.

이중경화(Diazo-photopolymer) 공식은 Diazo 유제와 비슷하다. 이 유제는 Diazo 감광제의 추가가 요구되고, PVOH, PVA 모두를 함유한다. 그러나 모든 이중경화유제가 이 두 수지를 비슷한 비율로 갖는 것은 아니다. 이중경화 유제는 PVOH가 풍부하다. 비록 이 유제가 내수성 버전이라 할지라도, 이 PVOH가 그들의 능력 범위내에서 그 상대방인 Diazo 감광제보다 탈막이 잘 된다는 점이 중요한 요소이다. 그러나 수용성 수지인 PVOH가 풍부하다면 어떻게 내수성을 가질 수 있는가?

"Dual-cure"에서 "Dual"은 아크릴레이트(아클릭 모노머)를 말하는데 제조자에 의해 이것이 유제에 더해지기 전에 광 기폭제(Photoinitiator)와 함께 감광된다. 아크릴레이트는 기름성분이지만 물과 용제에 상당한 저항력을 가지고 있다. 이것은 높은 고형분의 원인이 되고 또한 전통적인 Diazo 유제 보다 edge 부분의 해상도의 인쇄가 우수해지는 이유가 된다. 아크릴레이트(Acrylate)는 유제 안의 모든 성분과 화학한다. 이것은 PVOH와 PVA의 취약점을 최소화하여 최선을 도출시킨다. <그림4>는 노광전의 이중경화 유제의 그림을 보여준다. PVA는 탈막되기를 좋아하지 않는다는 것을 기억하자. PVA는 잉크와 용제가 그의 PVOH 외피에 침투할 때, 잉크와 용제에 녹을 수가 있다. 아크릴레이트는 PVA의 부정적인 영향을 완화시킨다. 이것이 PVA에 스며들고, 흡수되지 않는 것은 PVOH 안에 분산되어 남는다. Diazo가 더해지기 전에는, 이중경화 유제는 빛에 단지 온화하게 반응한다. Diazo를 섞지 않고는 제판을 할 수 없다는 것은 상식이다(이중경화유제에서 아크릴레이트는 때때로 포토폴리머로 언급되고 있는데, 이것은 일액형 유제의 photopolymer chromophore와 혼돈하여서는 안 된다).

   이중경화유제로 코팅된 스크린에 빛이 쏘여질 때, Diazo는 또다시 매우 활동적이 되며, 마치 Diazo 유제처럼, PVOH와 교차결합을 하게 된다. 이것이 첫번째 체인반응이고, 두 번째 반응은 아크릴레이트와 시작된다. UV 빛은 또한 아크릴레이트를 반응하게 하며 PVA 안에서 그리고 어느 정도 PVOH와 내부 교차결합을 시작하게 한다<그림 5>. 두개의 체인 반응이 일어나고 교차결합의 밀도(체인 안에서의 연결고리의 숫자)가 상당히 커진다. PVOH가 보다 많은 내수성을 얻는 동안, PVA는 내부 교차결합의 형태 안에서 아크릴레이트로부터 기세를 얻고 PVA에 상당한 내용제성이 주어진다.

  일액형 유제

  일액형 유제는 일반 그래픽용이나 의류 인쇄용으로 만들어진다. 일반 그래픽 용도의 유제는 기능과 구성에서 상당히 달라지기 때문에 이 논의에서 제외하기로 하고, 의류용 인쇄에 그 초점을 맞추기로 한다. 다시 한번 말하는데, 유제는 PVOH는 내용제성, PVA는 내수성을 갖고 있으며 유제가 제판으로 경화되기 위해 감광제의 교차결합을 요구한다. 이 경우에 감광제는 이중경화 유제 안에서 발견되는 Diazo나 아크릴레이트와는 유사점이 없다. 이 감광제는 포토폴리머 크로모포어, 즉 "포토폴리머"이다(기술적으로 모든 사진 제판은 포토폴리머인데 여기서는 다른 내용이다).       

  감광제를 다시 살펴 보기로 한다. Diazo는 사교적이기 때문에 자기 범위내에서 모든 것의 손을 움켜쥔다. 빛을 받는 동안에는 PVOH와 결합할 수 있도록 모든 PVOH에 손을 뻗친다. 아크릴레이트는 후방에 평화적이고 독단적으로 놓여진다. 아크릴레이트는 쉽게 흔들리지 않고 Diazo로 부터의 집중을 받지도 않는다. 그것은 단지 PVA가 좀더 친해지도록 돕고, 그래서 PVOH에 약간의 긴장을 준다. 이 아크릴레이트는 체인 반응에서의 또 다른 손이라고 볼 수 있다. 포토폴리머는 완전히 다른 개성의 소유자이다. 이 포토폴리머는 유제가 만들어질 때, 처음에는 PVOH에 붙어 있는다. UV 빛에 노출되었을 때, 포토폴리머 체인 위의 "손"들은 서로를 찾기 위해 뻗치기 시작한다. 상당히 빠른 행동이지만 수명은 짧다. 만약 그 손들이 서로를 발견하지 못하고 매우 빠르게 결합 형태를 갖추지 못한다면, 그것들은 완전히 못쓰는 것이 될 것이다. 그들은 빠르게 행동해야 하고, 그렇지 않으면 전혀 움직이지 못하게 된다.

  포토폴리머는 또한 약간 게으르다. 쉬는 상태(빛을 받기 전 상태)에서도 그들은 각자 서로의 도달거리내에서 정렬하고 있다<그림 6>. 그 때 그것들이 교차결합 되도록 요청받았을 때, 그들은 실질적으로 기울여서 그들의 이웃과 악수할 수 있다<그림 7>. 마치 소파에서 움직이지 않고 리모트 콘트롤이 가능하고 팝콘이나 음료수에 닿을 수 있는 것처럼 말이다. Diazo 유제에서는 감광제가 PVOH와 교차결합 하기 위해 그의 6~8개의 팔을 사용했음을 기억하자. 포토폴리머 유제의 경우에서는 감광제의 단지 하나 혹은 두 개의 체인들이 PVOH 위에 접목된다. 즉, 체인을 형성하는 손의 수가 적다. 이중경화 유제를 포함한 어떤 Diazo 감광유제라도 UV 빛은 Diazo가 완전히 사용될 때 까지, Diazo가 계속 일을 하게 할 것이다. 일액형 유제에서는 감광제는 그것의 수명을 다하기 전에 시간적인 제한을 받는다. 그들의 좁은 노광 영역 때문에 일액형 유제의 교차결합 밀도는 상대적으로 낮다.

  결론

  유제는 물이나 거친 용제에 최상의 저항성을 갖지 못하고, 인쇄에서 edge 선명도나 이미지 해상도에서도 완벽을 제공하지 못한다. 다른 유제 타입처럼, 만약 그들이 완전히 노광되지 않으면, PVA는 세정용제에 녹을 수 있고 탈막을 어렵게 만든다. 또한 이 일액형 유제는 생산자에게는 원가 상승을 야기시키고 당신도 이것을 비싸게 판매해야 한다는 것을 알고 있다. 그러나 이 일액형 유제는 제판 재료 중에 잘 나가고 있다. 그렇다면 이 유제의 매력은 무엇인가?

(1) 스피드 : 일액형 유제는 감광제를 별도로 섞을 필요가 없어 시간이 절약된다. 빠르게 코팅되고 빨리 건조된다. 노광시간도 Diazo와 이중경화유제에 비해 상당히 빠르다.

(2) 제판선택 : 어떻게 해서 현재 사용하고 있는 유제를 선택했는가를 생각해 보자. 보통의 이유들은 이렇다.

                    - 우리가 늘 써 왔기 때문에 아무 생각 없이.

                    - 내가 이 회사에 왔을 때 원래 쓰고 있었기 때문

                    - 노광시간이나 코팅 시간이 빠르니까

                    - 싸니까

                    - 이제까지 별 문제 없었으니까

                    - 스크린실 사람들이 좋아하는 색깔이라서 등등

  위의 이유들 중, 나쁜 것은 없지만 그렇다고 맞는 것도 없다. 다음은 제판시스템을 선택할 때, 당신이 고려해야 되는 것들이다. 일부는 필수적이지만 또 일부는 개선 가능 정도의 범위내에 둘 수 있다.

(1) 저항성/내구성 : 무엇에 저항성이 있나? 얼마나 많은 인쇄 횟수에 견디나? 당신이 반드시 고려해야 될 첫 번째 것은 제판과 접촉하는 잉크와 용제가 무슨 종류인가 하는 점이다. 의류 인쇄자들에게 다행스럽게도 플라스티졸은 모든 유제에 친근하다. 그렇지만 세정 용제에는 주의해야 한다. 노광이 부족한 제판은 세정용제와 반응을 일으킬 수도 있으며 당신에게는 짜증나는 아세테이트 자국을 남겨 줄지도 모른다. 올바르게 제작된 어떠한 직접 유제 제판이라도 25000회 이상의 인쇄가 가능해야 한다. 그리고 거의 모두에게 충분히 내구성이 있다. 수성잉크는 내수성 유제를 요구할 것이다. 벨트 인쇄에서는 특수한 유제가 요구된다. 벨트인쇄는 수성잉크, 기계적 손상, 벨트 위에 사용되는 접착제에 견디는 유제를 요구한다.

(2) 인쇄품질 : fine detail과 edge 선명도는 상대적인 용어이다. 스크린 인쇄에 따라 이 용어에 대한 각각의 다른 표준들을 가지고 있다. 의류 인쇄에서는 fine line을 전자분야인쇄에 비해 덜 중요하게 여길런지도 모른다. 당신은 단지 작업을 함에 있어 적정 노광에 detail한 재현을 할 수 있는 유제를 선택할 필요가 있을 뿐이다. 하지만 당신이 만약 삽화 또는 복잡한 패턴과 같은 4색 인쇄를 하지 않는다면 또는 정말로 비효율적인 광원을 사용하는 경우가 아니라면 거의 어떠한 유제를 사용해도 무방하다. edge의 해상도는 실제로 인쇄된 line이나 dot의 품질을 결정한다. 당신은 톱니현상이나 선의 굴절 등으로부터 깨끗하고 정밀한 edge를 얻도록 노력할 것이다. 직접 유제에 대한 오늘의 메뉴는 인쇄품질을 결정하는 많은 상품을 포함하며, 그것은 10년 전의 Diazo 타입 유제 보다 훨씬 뛰어난 것이다.

(3) 망사의 선택 : 이것은 유제 선택의 키포인트가 된다. 스크린 인쇄를 할 때, 의류 인쇄에 쓰이는 엉뚱한 mesh count를 쓰는 사람은 아무도 없을 것이며, 폴리에스터 45mesh/inch white 망사로 인쇄를 하거나, 420mesh/inch로 4색 인쇄를 할 때, 같은 유제를 두 공정 모두에 사용할 수는 결코 없을 것이다. 매우 거친 저 mesh의 경우, 고형분이 많이 함유된 유제(40% 이상)는 최소의 노력으로 원하는 제판 두께를 얻을 수 있지만 fine mesh에서 이러한 유제들은 필요 이상의 두꺼운 막을 형성하며 제판 역시 너무 두꺼워져 종종 질이 떨어지는 인쇄결과를 얻기도 한다.

  망사의 색깔은 작업자가 선택한 유제의 작업공정에 중요한 요소이다. white mesh 섬유는 UV 빛을 유제를 향해 매우 빨리 움직이게 하여 노광타임의 속도가 빠르다. 하지만 불행하게도 그 빛의 이동은 당신이 원하지 않는 곳까지 진행되어 톱니현상과 정밀인쇄의 저하를 가져온다. 염색된 망사는 반대의 결과를 가져와서 UV 빛의 일부를 흡수하여, 노광타임을 길게 하지만 edge fault의 원인이 되는 빛의 산란작용을 감소시킨다. 유제는 색을 분간하지 못하며 백색 망사에서는 정밀 세선의 재현을 확신할 수 없다.

(4) 노광속도 : 우리는 항상 노광타임이 빠른 것이 좋은 것이라고 생각하지만 때때로 작업하기에 가장 좋은 유제가 가장 빠른 노광타임을 의미하는 것은 아니다. 그에 대한 이익은 적절한 상황에서만 얻을 수 있는 것이다. 속도는 스크린의 양이 많고 작업시간이 촉박할 때 필수적이다. 매일 많은 양의 스크린을 노광시키는 작업자가 시간을 단축한다는 것은 곧 비용을 절감하는 것이다. 예를 들면 one pot photopolymer 유제를 사용함으로써 많은 양의 스크린을 주말연장근무나 야근 없이 할 수 있다는 것이다. 하지만 적은 양을 작업하는 경우에도 작업속도가 비용을 절감한다고 볼 수 있다. 한달에 2gallon의 유제를 사용하는 작업자가 diazo type 유제나 의류인쇄용 이중경화 type 유제를 사용함으로써 one pot photopolymer 유제를 사용할 때 보다 $1000을 절감할 수 있었다. 하지만 긴 노광타임 때문에 그 절감된 비용은 노광기 램프를 구입하는데 사용하게 되었다.

(5) 탈막 : 탈막을 하지 않는 경우에는 스크린을 다시 견장하여 사용하지만 대부분의 작업자들은 스크린의 탈막을 한다. 그럼에도 불구하고 유제를 선택함에 있어 두 번째의 재도포의 용이함은 유제선택의 두 번째 조건으로 고려되곤 한다. 유제는 매우 다양한 탈막 정도를 가지며 그 화학성은 얼마나 쉽게 유제로부터 제거될 수 있는지를 서술한다. 하지만 모든 타입의 유제는 노광부족인 경우 탈막하기 어려워지며, 적정노광에 의해 더 좋은 인쇄품질과 쉬운 탈막이 될 수 있다는 공통점을 가진다.

(6) 가격 : 우리 모두는 가장 저렴한 가격에 가장 좋은 품질의 제품을 원한다. 하지만 유제의 특징은 차의 option과도 같아서 돈이 든다. 높은 성능을 원한다면, 그에 해당하는 높은 비용이나 개선 비용을 지불해야 할 것이다.

   완벽한 유제란 없으며 모든 용도에 적합한 유제도 없다. 인쇄업이란 개성을 가지므로 유제를 선택할 때, 가장 중요한 것은 용도에 맞는 것을 선택해야 한다는 것이다. <표 4>는 직접 유제의 특성과 장점을 정리해 보았다.

<표 4> 직접유제의 특성에 대한 요약