최근 몇 년 동안 인쇄잉크 산업에는 수많은 도전 과제들이 야기됐으며 지난 2003년도 거의 대부분의 분야에서 이전과 다르지 않았다. 그러나 아시아 태평양 지역은 예외적인 부분이 있다. 중국을 필두로 해서 인도와 몇몇 국가들의 급등하는 경제환경에 따라 이 지역의 잉크산업이 성장하고 있기 때문이다. 특히, 제조업체들과 글로벌 포장 가공업체들이 이 지역으로 들어옴에 따라 포장분야에서 아시아 태평양 지역은 기회의 땅으로 평가되고 있다. 업계 선두 잉크 쇠사들에 있어 주요 인쇄업체들의 요구를 맞추기 위해 아시아태평양 지역에 거점을 두는 것은 필수적인 일이 됐고 잉크회사들 역시 이 지역 거점을 계속 확대하고 있다.
최근의 인쇄업계는 단납기, 치열한 경쟁에 의한 납품가격 하락 등의 어려움을 겪고 있다. 게 다가 전반적인 인쇄업계의 불황으로 인해 잉크와 관련한 새로운 요구에 직면하고 있다. 잉크 비용의 절감이나 품질의 향상 및 사용자에 대한 안전성 확보에 대한 고객의 요구는 물론이고, 환경 이슈에 대한 대응이 라는 새로운 과제가 부각되고 있다.
이 글은 대한인쇄문화협회가 지난 6월 16일 개최한 '환경을 고려한 인쇄잉크의 생산과 이용' 이라는 주제의 세미나에서 발표된 내용을 옮긴 것이다. 인쇄잉크산업에 있어서 환경대책과 고품질화를 위한 연구, 그리고 구미지역에서 대두유를 이용해 개발한 인쇄잉크의 사용 현황과 기술적 추이에 대해 이해를 도울 것으로 기대한다.
동양잉크(대표 최대광)은 지난해 2011키페스에서 CTP시스템을 선보였다. 60여년간 전문적으로 잉크만을 공급해온 전문기업이었기에 많은 관심을 모았다. 그리고 그 관심은 해를 넘긴 2012년을 맞이하면서 단순한 호기심에서 벗어나 뛰어난 성능과 인쇄표준화 작업의 적합성, 사용자를 배려한 뛰어난 기능성 등으로 새롭게 인정받고 있다. 이런 변화의 전면에 나선 동양잉크 인쇄재료사업본부를 소개한다.
전통 날염방식(Silk Screen)과 디지털날염(Digital Textile Printing)을 비교해보면, 디지털날염은 디자인에서부터 날염까지의 전공정을 완전히 디지털화함으로서 다양하게 디자인할 수 있고 미묘한 색감의 흐름을 표현할 수 있어서 자연스러운 이미지의 표현이 가능하다. 그러나 현재 디지털날염을 피혁이나 직물에 적용하기에는 프린팅속도가 느려서 생산성이 낮고 이미지 내구성(세탁, 승화, 일광, 및 마찰견뢰도)이 낮은 등 많은 단점을 가지고 있다. 또한 신발산업은 현재 중국이나 동남아시아 등 개발도상국의 등장으로 수출의 국제적 경쟁시대에 접어들면서 대량생산이나 획일적인 디자인으로부터 벗어나 고부가가치 상품을 생산해야하는 과제를 안게 되었다. 한편 가죽에 응용가능한 잉크는 크게 수성, 유성, 용제형과 자외선 경화형의 잉크가 있으며 자외선 경화형 잉크는 자외선을 이용하여 기존의 잉크의 단점을 보완한 것이다. 자외선 경화형 잉크는 자외선 램프를 열원으로 하여 이온 또는 라디칼 중합, 광중합을 하며, 에너지 소비가 적어 경제적이며 시스템 가동시 비활성 기체가 필요하지 않다. 또한 자외선 경화형 기술은 상온에서 이용할 수 있으며 잉크의 경우 건조하는 데 걸리는 시간이 필요하지 않다. 또한 시스템을 가동 시키거나 중지 시키는 것이 쉬우며 고속으로 연속적인 일을 처리할 수 있다. 프린터의 크기가 작아 공간 효율이 유리하며 용제나 $CO_2$가 발생하지 않아 친환경적인 기술이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 자외선 경화형 시스템을 잉크에 적용하여 피혁 표면에 프린팅한 다음 그 견뢰도를 측정함으로써 그 효과를 알아보았다. 세탁에 의한 Matlab 측정값으로부터 용제형 잉크의 경우는 세탁 전, 후 line width가 큰 차이를 보이나 자외선 경화형 잉크의 경우는 그 차이가 적음으로부터 자외선 경화형 잉크가 용제형에 비해 색상 탈리가 적었음을 말한다. 또한 raggedness값 역시 마찬가지 결과를 보여 안료 색소와 피혁의 접착성이 향상된 것을 알 수 있다. SEM을 이용한 피혁의 표면과 단면 사진을 보면 용제형보다 자외선 경화형 잉크를 사용한 피혁이 좀 더 매끈한 표면을 보이는데 이것은 접착기능을 하는 아크릴레이트에 의해 균일한 날염이 가능하기 때문이라 고 생각된다. 이상의 결과로부터 자외선 경화형 잉크가 세탁, 마찰, 일광 견뢰도가 우수함을 알 수 있었으며 기존의 용제형 잉크를 대체할 수 있는 좋은 재료라고 생각된다.
전자 잉크 데이터는 스타일러스 펜을 주된 입력 도구로 사용하는 PDA 등과 같은 펜 기반 컴퓨터의 개발로 출현한 멀티미디어 데이터이다. 최근 들어 펜 기반 모바일 컴퓨터의 발전과 보급은 전자 잉크 데이터 처리 기술에 대한 필요성을 증가시키고 있다. 본 논문에서는 펜 제스쳐 (pen gesture)를 허용하는 전자 잉크 에디터개발에 필요한 기술들을 연구하였다. 제스쳐와 잉크 데이터는 펜 기반 사용자 인터페이스의 가장 큰 특징중 하나이지만 아직 충분한 연구가 되지 않았다. 본 논문에서는 펜 제스쳐 구분을 위한 새로운 제스쳐 인식 알고리즘과 제스쳐 명령을 수행하기 위한 잉크 데이터의 분할 방법이 제안되었으며 제안된 방법들을 이용하여 제스쳐를 허용하는 전자 잉크 에디터 GesEdit를 개발하였다. 제스쳐 인식 알고리즘은 입력된 획의 여덟 가지 특징에 기반하고 있으며 전자 잉크 데이터를 GC(Gesture Components) 단위로 분할하는 방법은 볼록껍질(convex hull)과 입력 시간을 사용하였다. 열 명의 피실험자에 의해 수행된 다양한 실험 결과 아흡 가지 제스쳐들은 평균 99.6%의 인식률을 보여 주었다.
칼라 프린터 장치에서는 색을 표현할 수 있는 영역이 사용자가 눈으로 색을 인지하는 영역보다 작다. 또한 잉크의 특성 및 프린터 장치의 하드웨어적 특성이 비선형적인 성질을 갖는다. 때문에 원본 이미지를 프린터로 출력하면 원본과는 다른 왜곡된 칼라의 이미지가 출력된다. 그래서 원색을 재현하려는 다양한 방법으로 잉크의 조절, 프린터 장비의 특성화 및 재현 영역 일치화 기법 등이 연구되고 있다. 본 논문에서는 잉크젯 프린터의 K9black) 잉크와 CMY(Cyan, megenta, yellow) 잉크와의 관계를 살펴보고 이 특성을 이용해 검정 잉크를 조절하는 방법인 BPA(Black Printer Algorithm)를 구현하였다. BPA를 사용하면 색조(contrast)의 향상뿐만 아니라 C, M, Y를 K로 대치하기 때문에 경제적인 효과도 기대할 수 있다. 결과에서는 성능 테스트와 성능 향상을 위한 방법에 대해 논의하였다.
최근의 많은 연구로부터 인쇄광택에 대한 코팅구조의 영향이 보고되고, 거론되고 있다. 그러나, 다각적이고, 다양한 잉크량 범위에서 인쇄광택의 개별적 인자에 대한 독립적 영향은 보고된 바 없다. 본 고에서는 다양한 코팅재료와 이어진 캘린더링 공정을 조합하여 Full-factorial실험설계에 준한 모델시료를 제작하고, 특성화하였다. 더불어 공극이 없지만 넓은 범위의 거칠음 수준을 가진 필름을 포함하였다. 통계도구를 사용하여 각 인자의 독립적인 영향을 추출하므로써, 각 구조인자의 함수로서 인쇄광택의 정량적인 반응도를 얻을 수 있었다. 결과는 60도와 75도 광택으로 표현하였다. 잉크공급량의 증가는 코팅층 거칠음의 영향을 약화는 시키되 배제시킬 수는 없었다. Matte급의 코팅층에 대한 인쇄광택은 코팅거칠음이 가장 큰 영향인자로 나타났다. 이는, 잉크필름의 Leveling을 저해하는, 큰 잉크필름의 분열형태와 코팅면을 따라 흐르며 형성되는 잉크필름 때문으로 생각되었다. 공극구조의 영향은 전반적으로 높은 잉크량과 백지광택수준에서 가장 크게 나타났다. 전체적으로는 코팅거칠음이 인쇄광택에 가장 강한 인자였으며, 공극크기, 공극부피가 뒤를 이었다. 그러나, 광택지 영역에서는 공극크기가 가장 강한 영향인자로 구분되었으며, 거칠음, 공극부피가 뒤를 이었다. 이러한 결과는 인쇄품질 측면에서 코팅을 최적화하는데 활용될 수 있을 것이다.
나노 사이즈의 Ni 입자 ink를 제조하고 이를 전기수력학 인쇄공정에 적용하기 위하여 잉크의 유변학적 특성 및 최적 물성 발현을 위한 인쇄공정에 대한 연구를 진행하였다. Ni 잉크의 점도 및 증발거동 조절을 통해 전기수력학 인쇄공정을 최적화 하는 연구를 수행하였다. Ni 나노입자 잉크의 초기 점도가 낮고 인쇄성이 확보되지 않아 잉크내 응집성을 향상시켜주기 위한 다양한 additive들을 선정하여 전기수력학에 적합한 잉크 물성 확보에 비중을 두고 실험을 진행 하였다. 터비스캔을 사용하여 제조된 잉크 안정성에 대한 연구를 진행하였다. 다양한 인쇄공정 변수의 최적화를 통해 미세선폭 (< 20 um)이 가능한 전기수력학 인쇄공정을 확립하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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