스크린 인쇄의 개요

[패드인쇄연구원]

제 1 장 스크린 인쇄의 개요

* 스크린 인쇄란?

스크린 인쇄판 내에 잉크를 부어 판 내부에 있는 잉크를 어느 각도로 가압하면서 밀면

판 피막이 없는 부분에서 스크린 망사를 통하여 잉크가 밀려나와 피인쇄체에 묻어 인쇄한다.

* 특수 인쇄란?

종이 이외에 피인쇄체를 이용한 인쇄물을 만들어 내거나, 종이에 인쇄를 해도 특수한 판을 사용할 때, 새로 개발된 인쇄 방법이나 기술등을 포함한 것이 특수인쇄이다.

1. 스크린 인쇄의 역사

스크린 인쇄는 언제 어디서 시작 되어는가에 대해 정확히 알려지지는 않았지만 원시인들이 살던 동굴속에는 사냥하는 풍경의 장식 모양이 많은데, 이것들을 남태평양 피지(fiji)섬에서 스텐실 작업으로 사용해 왔다는 것으로 본다.

(1) 1870년 독일과 프랑스에서 제판을 위한 스크린으로 헝겊 바탕을 사용한 실험적인 작업

(2) 1907년 영국에서 멘체스터의 사무엘 사이몬이 스크린을 사용하는 방법을 고안해서 특 허를 받음 - 스크린 인쇄의 시초

(사이몬은 헝겊망을 통하여 잉크를 밀어내는데 고무 스퀴지를 사용하지 않고 붓을 사용 )

(3) 1914년 미국(샌프란시스코) 존필스워드와 오웬스의 공동으로 단일색 인쇄에서 다색(복 합)스크린 인쇄를 창안하여 상업성을 갖고 사업으로 발전

(4) 1925년 자동 인쇄기의 특허를 얻어 인쇄 속도가 향상

(5) 1929년 오하이오 주의 스크린 인쇄업자 도오트몬이 프로 필름이라는 셸락막의 제판용 필름을 창안 - 제판에 대한 혁신적인 일

(6) 우리나라는 정확한 연대는 미정하나 1950년대 중반에 알려지기 시작

(7) 1960년대 초부터 국내 스크린 상업 인쇄 시작

(1960년 보급 과정을 거쳐 - 1970년대에 일본과 미국등으로부터 관련 기자재와 신기술

에 접하게 되어 잉크 및 기타 자재와 일부 기계의 국산화로 점차 스크린 인쇄 상업적

기틀을 마련하고 현재는 우수한 관련자재 및 건조기에서 반자동 스크린 인쇄 기계까지

생산하는 단계로 발전하고 있다.)

(8) 1984년 1월 한국 표준 산업 분류(34229번 스크린 제판 등에 의한 기술)를 부여받아 한 업종으로 인정받게 되었다.

2. 기본적 요소

스크린 인쇄는 인쇄하는 글씨나 모양을 제외한 나머지 부분을 막고 그 틀에다 잉크를 부어 스퀴지로 스크린판 내부에 있는 잉크를 가압하면서, 전후로 밀어내면 잉크가 망의 화선부 눈을 통과하여 밀려 나오게 되어 피인쇄물에 인쇄를 한다.

그러므로 스크린 인쇄는 인쇄판, 스퀴지, 잉크가 기본3요소이다.

스크린 인쇄는 피인쇄체의 재질과 형태에 따라 인쇄의 응용방법이 다르다.

평면인쇄 - 스크린 인쇄판을 고정시키고 등사판식으로 한쪽을 들어 올리면서 인쇄

원통 + 원추 인쇄 - 스퀴지를 고정시키고 인쇄판과 피인쇄물이 동시에 움직이면서 인쇄

현재의 스크린 인쇄는 반자동 또는 자동 인쇄기가 등장하여 대량 인쇄가 가능하고, 간단한 제판법에 의해 소량인쇄도 가능하다.

3. 스크린 인쇄의 명칭

스크린 프린팅

실크 스크린 프린팅

스텐실 프로세스 프린팅

세리 그라피

그랜드 프린팅

여기서 실크는 영어로 견을 말하고, 세리도 라틴어로 견을 말한다.

프로세스는 과정, 공정을 말하는데

견(실크)을 틀에 매고, 막(스크린)을 만들어 제판과정(프로세스)를 거쳐 인쇄(프린팅)한다.

즉 실크 스크린 프로세스 프린팅이라 하는 것은 좋은 듯하나 제판용으로 견 뿐만 아니라 나일론, 테트론 등 화학섬유, 스테인레스 금속망을 사용하기 때문에 간단히 스크린인쇄라고 호칭하는 것이 합리적이다.

4. 스크린 인쇄의 특징

(1) 잉크층이 두꺼워 입체적인 효과를 얻을 수 있다

오프셋 인쇄의 잉크층은 5-7μ

볼록판 인쇄의 잉크층은 10μ

그라비아 인쇄 (평오목판) 잉크층은 12-20μ

스크린 인쇄의 잉크층은 30-100μ

그러므로 잉크의 피복력이 크고, 퇴색, 변색이 타인쇄에 비하여 느리고, 전자 배선이나 부품에 인쇄를 할때도 잉크층이 양호하기 때문에 많이 사용된다.

그러나 잉크층이 두껍고, 광택이 있거나 특수안료를 사용하여 잉크의 전이량이 많아 건조방법과 잉크 접착부분에도 주의한다.

(2) 인쇄 판면이 유연하다

오프셋이나 그라비아, 볼록판인쇄 등은 인쇄판면이 금속성으로 되어 있기 때문에 유리, 도자기, 경질플라스틱, 금속류 등의 경질 물체에는 인쇄를 할 수 없으나, 스크린 인쇄의 판면은 견, 나일론, 폴리에스텔 등의 실로 이루어져 있어 판면이 유연함으로 다른 기종에 비하여 다양한 형태나 재질의 피인쇄체에 직접 인쇄가 가능하다.

(3) 피인쇄체의 종류에 따라 다양한 잉크 사용이 가능하다

스크린 인쇄에 사용되는 잉크는 수성, 유성, 에멀션(emulsion)형태 등의 다양한 잉크로 인쇄기 상에서의 적성이나 물에 의한 효과를 고려할 필요가 없으므로 피인쇄체와의 접착성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있는 잉크의 사용이 가능하다.

즉, 잉크의 종류가 다양하므로 폭넓은 재질의 특성에 알맞은 잉크의 물성을 조절하여 만족할 만한 인쇄를 할 수 있다.

잉크 건조 방식 - 지류 - 증발건조형

합성수지류 - 산화중합형

폴리에칠렌 - 2액반응형

피인쇄체에서 건조속도가 빠른 - uv건조, 열건조형이 있다.

(4) 피인쇄체의 종류가 다양하다

피인쇄체의 크기, 모양, 종류 등의 물리적인 규격이나 형태에 관계없이 다양한 종류에 인쇄가 가능하다. 즉, 시계침 등의 초소형에 초정밀인쇄부터 옥외 현수막 인쇄까지.... 모양에도 원통형, 원추형, 요철형 등에 인쇄가 가능하며, 재질에는 지류, 합성수지류, 자기류, 유리류, 금속류 등의 인쇄가 가능하다.

(5) 다른 인쇄방식에 비하여 인쇄시 적은 압력이 사용된다.

스크린 틀 내부에 잉크를 스퀴지에 의하여 밀어내며 피인쇄체에 전달시키는 인쇄방식으로 인쇄 압력이 적다. 즉 스크린판 틀의 내부에 있는 잉크를 밀어내는 압력이 적고, 판이 가벼워 인쇄하고자 하는 물체에 직접 접촉할 수 있으므로 깨어지기 쉬운 피인쇄체의 인쇄물 제작이 가능하며, 판의 이동도 가능하다.

(6) 설비 및 공정이 간단하다

제판 및 인쇄공정에 있어서 수동적인 방식으로 제판, 인쇄가 가능하므로 설비비가 다른 인쇄 방식에 비하여 적게 들며, 또한 공정이 간단하여 시간이 단축된다.

제 2 장 스크린 제판법

스크린 제판이란 인쇄에 있어서 원판을 말하는 것으로 인쇄 공정상에 있어서 첫 번째 단계이다. 즉 인쇄 원고의 정밀도를 고려하여 제판의 종류를 선택하고, 인쇄 원고의 종류 및 상태, 피인쇄물의 형태나 종류, 사용되는 잉크와 용제, 인쇄물의 부수 등을 고려해야 한다.

1. 원고의 제작

(1) 수공적 방법에 의한 원고의 제작

① 종이 스텐실법 - 가장 간단하게 원고를 제작하는 방법으로 종이를 이용하여 원고를

만들고 이를 스크린판에 붙이는 것

(정밀한 인쇄나 다량의 인쇄에는 부적합하다.)

② 조각 원고의 제작 - 래커성 필름과 같이 제작된 필름을 밑그림에 부착시켜 밑그림에

따라 조각칼로서 인쇄 부분을 오려내어 사용하는 것

(작은글씨나 무늬는 피하고, 가급적 단순한 글씨나 화선의 적합한 원고 제작법)

③ 묘화 제판 - 붓으로 직접 스크린 망사 위에 그리는 방법

(내쇄력은 우수하나 그림의 정밀성은 떨어진다)

(2) 사진적 방법에 의한 원고의 제작

인쇄과정에 있어서 연속계조로는 인쇄할 수 없기 때문에 망점 스크린을 사용하여 망점계조를 만들어야 한다. 망점 스크린은 연속계조의 사진 원고를 여러 가지 크고 작은 망점으로 변하게 된다. 이 망점의 크고 작은 크기로 사진의 농담을 처리한다.

사진제판 과 인쇄공학 중복........스크린으로는 다음에 중점으로 보강.....

(3) 전자적 방법에 의한 원고의 제작

① 제1단계

디자인 - 문자 입력 - 제판 - 인쇄

- 전산사식기 및 원고작도가 등이 사용되는 전문화 단계

- 기계의 가격은 고가이나 공정간의 호환성이 없고, 수작업처럼 각 공정간의 지시서나 필름을 주고받는다.

- 작업의 공정상 오차가 발생하기 쉽고 시간도 오래 걸리는 단점

② 제2단계

디자인+문자입력 - 제판 - 인쇄

- 디자인 공정에 있어서 디지털화로 디자이너가 직접 동안을 하는 것이 아니라 기계적인

방법에 의하여 도안이나 사진의 처리, 문자의 입력이 행해지며, 출력의 경우에 있어서도

레이져 프린터에 의한 처리가 가능하다.

- 자료의 관리를 디스크에 의해 이루어짐으로서 작업의 표준화, 합리화, 저장의 간편화, 수정의 간편화, 이동의 편리화 등을 기할 수 있다.

- 전자사진식자 입력기의 등장으로 인하여 디자이너가 직접 손으로 디자인을 하는 단계

에서 컴퓨터 상에서 디자인을 하거나 문자를 입력, 원색분해를 하는 것이 가능하게 되

었다.

- 디자인의 출력 방법도 컬러프린터나 필름 출력기를 이용함으로서 과정 단축 효과를 얻 는다.

③ 장래의 인쇄공정

디자인 + 문자 + 제판 - 다이렉트인쇄, 플로터에 의한 출력, CD-ROM출판, 멀티미디어

- 디자인에서 제판까지 통합된 공정의 다음 단계로 필름 출력이나 제판을 건너 뛰어 단 숨에 인쇄로 연결되는 것

- 국내에는 아직까지 수작업과 디지털 작업이 병행되어 사용되고 있으나 향후에는 모든 공정의 디지털화가 이루어질 것이다.

2. 스크린 판(후레임) 선정하기

스크린 인쇄판이란 틀(frame)에 스크린사를 매고, 그 스크린에 여러 가지 방법으로 판을 형성한 것을 말한다. 따라서 먼저 스크린 틀을 준비하는 것이 작업상의 첫 순서가 된다.

(1) 목재틀

스크린 틀은 나무를 많이 사용하는데 삼나무, 미송, 단풍나무 등을 사용하는 것도 좋으나 일반적으로 나왕을 많이 사용한다. 나왕은 건조가 잘 되고, 가공이 용이 한 것을 선택하고,못이 들어가지 않을 정도의 딱딱한 것은 사용하지 말 것.

- 스크린 틀은 각목의 두께는 틀의 크기에 따라 차이가 있다.

- 틀의 크기도 인쇄 면적에 따라 좌우 된다.

- 각목의 두께는 폭5㎝, 높이4㎝ 일반적으로 많이 사용한다.

- 스크린 틀의 내각에는 ┑자형의 체제 장식을 나사못으로 박아서 튼튼히 보강 한다.

- 스크린 틀의 크기는 인쇄 원고보다 10-15㎝정도 크게 만들다.

(작업할 때 스퀴지, 스크랩퍼가 움직일 수 있는 공간의 여유를 만든다)

- 온, 습도에 영향을 받고, 높은 견장력에는 견디기 어려워 정밀 인쇄에는 부적합하다.

(2) 주철틀

- 높은 텐션에는 충분히 견딜 수 있으나 중량이 많아 스크린 틀의 운반이 어렵다.

- 장시간 사용시 녹이 스는 관계로 인쇄시 불량률의 발생이 높다.

(3) 알루미늄틀

- 열을 받으면 늘어나는 성질을 지니고 있으나 이것은 스크린 틀의 두께로 조절한다.

- 가벼워 운반하기 쉽다.

- 녹이 슬지 않으나 비교적 가격이 비싸다.

- 산이라 알칼리에 견디는 힘이 적은 것이 단점이다.

3. 스크린 사 선정하기

스크린 망사는 인쇄조건 및 인쇄물의 사용용도에 따라서 적합한 스크린 망사를 선택해야 하며, 재질 및 직조방법, 메시, 잉크량, 치수, 정밀도, 해상력 등 인쇄에 직접적인 영향을 주므로 스크린 사의 선정은 더욱 중요하다.

- 스크린 사는 천연섬유인 실크, 인조섬유인 나일론, 폴리에스텔, 금속의 스테인레스, 잉크의 내림량을 조절하는 uv망사로 구분한다.

- 스크린 망사에 사용되는 용어는 씨줄과 낱줄의 수로 나타내는 인치메시와 1㎠당 씨줄과 낱줄의 수로 표시하는 센티메시로 사용된다.

- 스크린 망사의 길이 500m당 0.05g일 경우를 1데니아(denier)라 한다.

- 망사의 직조시 한올의 실로 이루어진 것을 모노 필라멘트라 하고,

두올 이상이 하나의 실로 이루어진 것을 멀티 필라멘트라 한다.

낱줄과 씨줄이 모두 모노 필라멘트인 것을 NO.

낱줄은 모노 필라멘트이고, 씨줄은 멀티 필라멘트로 이루어진 것을 TP.

낱줄과 씨줄이 모두 멀티필라멘트로 이루어져 있는 것을 TNP의 기호로 사용한다.

- 망사의 직물 조직에 있어서 씨줄과 낱줄 사이의 공간 면적 제곱근으로 표시한 것을 오프 닝이라 한다.

- 오프닝의 단위는 μ사용하고, 오프닝은 스크린 망사의 길이가 길수록 커지므로 그림이나 문자의 굵기에 영향을 미치므로 주의 선택해야 한다.

- 스크린사 두께는 가장 얇은 견사-S

중간 견사 -T

가장 굵은 견사-HD

(1) 스크린 사의 분류

① 동물성 천연 섬유 - 실크 스크린

견사 스크린은 국산품이 많이 사용하나 예전에 비해서는 현재 별로 사용되지 않는다.

이것은 누에 실을 말하며 누에 실에도 삼면 잠사와 사면잠사의 두 종류가 있다.

삼면누에가 몸이 작고 나오는 실이 가늘기 때문에 스크린용으로 가장 적합하다.

생사를 두 가닥 또는 두 가닥 이상을 꼬아 굵은 실로 평직으로 짠 것으로 멀티 필라멘트, 모노 필라멘트와 같이 고정 되어 있는 것이다.

<특징>

- 사메기가 용이하고, 물로 축여 견장하면 건조시 자연적으로 수축되어 적당한 장력을 유지 할 수 있다.

- 내열성이 있으므로 틀의 열접착과 커팅 스텐실의 열융착법을 이용할 수 있다.

- 직접법의 감광 유제와 간접법의 감광 필름의 접착성이 좋으므로 제판이 쉽고 스텐실이

떨어지지 않는다.

<주의할 점>

- 산, 알칼리에 약하다.

- 약품에 대하여 쉽게 영향을 받으므로 판의 재사용에는 적합하지 않다.

- 자외선에 약하므로 보존시 태양광에 노출되지 않도록 한다.

- 대량인쇄, 장시간 사용할 때는 잉크 종류에 따라 견사가 팽윤하여 잉크의 통과성이 떨어

지거나, 견장시 망사가 변형이 생길 수 있다.

② 인조섬유(화학섬유)

**나일론 스크린 사**

나일론의 탄성회복성은 실용 섬유 중에서 가장 중요시 되고 있는 성질의 하나로서 내피로로성이 있다. 공업용 섬유로서 연속적인 응력을 받았을 경우 그 피로가 문제시된다.

- 나일론 모노 필라멘트 스크린 망사의 규격은 약 30여 종류가 있다.

- 나일론 모노 필라멘트를 가로, 세로의 실에 사용한 것으로 직후 내 열성, 치수 안정성을

부여한 평직 및 능직이 있다.

<특징>

- 실의 표면이 매끄러워 잉크의 통과성이 양호하므로 잉크의 점도가 높은 잉크나 안료의 입자가 큰 잉크의 사용도 가능하며 선명한 화선을 얻을 수 있다.

- 높은 메시의 망사는 선명한 그림과 망점인쇄가 가능하다.

- 탄성이 크고 우연성이 적합하여 피인쇄물과 친화성이 우수하며 요철면 및 곡면인쇄에 적 합하다.

- 인장강도, 결절강도, 탄성, 내마찰성이 우수하므로 스크린 망사로서 내구력이 매우 우수하 다.

- 산, 알칼리에 대하여 저항력이 제판이 용이하고, 특히 알칼리에 대한 저항력이 매우 크다.

<주의할 점>

- 스크린 망사의 신축성이 크므로 견장력을 높이기 위하여 강한 견장에 견딜 수 있는 스크 린틀과 견장기가 필요하다.

- 내열성이 낮아 핫멜트(hot melt)를 사용하여 견장 고착시 어려움이 많다.

- 페놀류, 크레졸, 개미산 등의 강한 산에는 침해된다.

- 자외선에 영향을 받음으로 보관시 직사광선을 피한다.

**폴리에스텔 망사(테트론 망사)의 특징 **

<특징>

- 스크린사의 늘어남이 적고 탄성이 강한 것으로 공업인쇄, 인쇄회로기판, IC, 계기판, 눈금 판 등의 정밀도가 요구되는 인쇄제품에 주로 사용한다.

- 인장강도, 졀점강도, 탄성회복이 우수하고 내구력이 강하다.

- 유기용제에 잘 견디므로 5-6회 정도로 재생사용이 가능하다.

- 흡습성이 적으므로 습도에 대한 영향이 적다.

- 내열성이 나일론 망사보다 높다.

- 자외선에 대한 영향을 적게 받는다.

- 내산성이 우수하다.

<주의할 점>

- 치수 안전성이 우수하며, 정밀도가 높은 인쇄에 사용된다. 그러므로 견장시 높은 텐션을

부여할 수 있는 견장기와 견장에 견딜 수 있는 스크린틀이 필요하고, 강한 접착력이 요구 된다.

- 소수성이므로 판재료와 접착력이 어렵다. 제판 전의 세척, 탈지 등의 충분한 주의가 필요 하다.

- 흡수성이 낮지만 장시간의 끓는 물에는 약하다.

- 잉크의 통과성은 나일론 망사보다 약간 낮다.

- 강한 알칼리에는 침해된다. 나일론 망사일 때와 같은 액으로 낙판시키는 것은 피한다.

③ 스테인리스 망사

스테인리스 스틸(stainless steel) 규격은 약 17종류가 있으며, 스테인리스틸의 가는 선을 사용하여 짠 평직 400선과 능직 325선 이상이 있다.

<특징>

- 신축이 없어 치수 정밀도가 엄격히 요구되는 인쇄에 적용된다.

- 합성섬유 망사의 같은 선수에 비하여 세밀한 지름의 것이 사용되므로 오프닝이 크고 섬 세한 화선에 적합하다.

- 잉크의 통과성이 가장 우수하다.

- 산, 알칼리, 용제 등에 거의 침해되지 않고 잘 견딘다.

- 내열성이 크므로 열잉크의 사용도 가능하다.

<주의할 점>

- 망사 매기시 강한 장력으로 견장하여 하므로 강한 견장을 위하여 견장기 등을 사용하여 야 한다.

- 견장된 후에 복원성이 없어 스퀴지의 압력이 세거나 강한 충격을 주면 사용할 수 없게 되며, 또한 재사용이 불가능하다. 특히 스크린판의 이동시 각별한 주의가 필요하다.

- 망사를 스크린틀에 부착하기 어렵다.

④ 기타망사

** UV망사 **

- 망열림의 별화가 거의 없는 구조로 잉크의 내림이 우수하다.

- 망사의 표현이 평평하여 스퀴지의 마찰시 미끄러짐이 우수하다.

- 인쇄된 면이 고르다.

- 스크린 사의 세척이 용이하다.

- 망사가 견고하다.

**염색망사**

직접 제판법으로 망사면에 유제를 도포하고 노광을 하면 빛의 일부가 유제의 내부뿐만 아니라 망사 올의 표면에서 물리적으로 산란하게 된다.

이러한 빛의 산란은 원하지 않은 곳에 노광을 주는 원인이 된다. 특히 섬세한 선이나 망점의 경우 인쇄가 전혀되지 않을 정도로 선이나 점의 밑부분에서 유제를 경화시키는 현상이 발생하기도 한다.

이와 같은 빛의 산란은 ① 도포 유제 내부에서의 산란

② 망사 표면에서의 산란

③압착재료 표면에서의 빛의 반사

(2) 스크린 망사의 선택조건

스크린 인쇄는 대체적으로 주문에 의하여 인쇄 작업에 들어가게 된다. 따라서 장기적인 인쇄물이냐, 일시적인 것이야, 또는 조판상에 있어서 정밀을 요하느냐, 등 여러 가지 문제가 내포되어 있다. 이러한 문제는 응용기술에서 상세하게 논하겠으나 일반적으로 같은 점에서 그 선택을 고려할 필요가 있다.

① 인쇄의 정밀도

인쇄물의 정밀도가 높을수록 스크린 망사의 선수는 높아지게 된다. 그러나 일반적으로 스크린 망사의 선수는 133선 또는 150선이 최고이며, 특히 원색인쇄의 경우에는 스크린 망사의 선수와 필름망점의 선수비를 3:1-5:1 정도로 조정함으로써 무아레(Moire) 현상을 방지할 수 있다.

② 사용 잉크의 종류

피인쇄체의 종류에 따라 사용되는 잉크의 종류가 달라지며, 잉크의 소모량 또한 차이가 나므로 주의 한다.

③ 인쇄시 미치는 영향

스크린 망사는 메시(mesh)에 의하여 스퀴지의 압력이나 스퀴지의 속도, 인쇄물의 정밀도 등 여러 요인을 조절하여 알맞은 인쇄물이 되도록 하여야 한다.

④ 인쇄물의 사용목적

인쇄물이 사용되는 용도에 알맞은 스크린 망사의 선택과 잉크의 선택으로 바라라는 인쇄물의 욕구를 충족하여야 한다. 즉 옥외 광고물인 경우는 가독성이 우수하고, 빛이나 빗물, 유해물질에 견디는 성질이 우수하여야 하며, 옥내인 경우는 인공광의 성질을 고려하여 인쇄할 필요가 있다.

⑤ 경제적인 요인

모든 인쇄물은 원고에 충실하여야 하며, 인쇄물이 가지는 고유한 형태를 지니고 있어야 하며, 경제적으로 값이 저렴하여야 한다.

스크린 망사의 선택시 위의 5가지 이외에 여러 가지의 요인을 들 수 있으며, 이 요인에 의해 선택된 스크린 망사는 신축이 가급적 적어 인쇄의 정밀도가 우수하여야 하며, 잉크의 투과성이 우수하여 두꺼운 잉크층을 얻음으로서 인쇄물의 효과를 높일 수 있고, 높은 견장력에 잘 견딜 수 있어야 하며, 어떠한 잉크를 사용하여도 녹거나, 녹슬거나, 갈라지지 않아야 하며, 인쇄시 외부압력에 대하여 잘 견디어야 하며, 스퀴지의 압력에 대한 망사의 변화가 적어야 한다.