KR20090046261A - 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 감광성수지 볼록 인쇄판을 니켈판으로 복제전태하고 복제전태판을 재복제 전태한 후 후면을 연삭하여 제조된 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 감광성수지 볼록 인쇄판을 니켈판으로 복제전태하고 복제전태판을 재복제 전태하고 연삭하여 제조된 인쇄판에서 감광성수지 볼록 인쇄판과 복제 전태판 분리시 분리적성이 용이하며 아울러 인쇄 공정상 인쇄판 거치시 인쇄 롤러에 완벽한 밀착 및 정확한 맞춤 특성이 있으며 우수한 인쇄 잉크전이 특성이 있도록 개선된 전태방법이 적용된 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

전태법, 볼록인쇄판, 니켈판, 은도금, 사진부식법, 감광성수지

Description

전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법 {Metal relief printing plate using galvanic process and A method for preparing the same}

본 발명은 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 감광성수지 볼록 인쇄판을 니켈판으로 복제전태하고 복제전태판을 재복제 전태한 후 후면을 연삭하여 제조된 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄는 볼록판, 평판, 오목판 및 스크린인쇄의 4가지 방식에 의하여 수행된다. 상기 인쇄 방식 중 볼록판 인쇄방식은 인쇄의 4가지 방식 중 역사가 가장 오래된 인쇄방법이며 볼록판 인쇄(relief printing)에 사용하는 판은 잉크가 묻는 화선부가 비화선부보다 높게 되어 잉크를 피인쇄체에 전이시킨다.

일반적으로 볼록판 인쇄를 통한 인쇄물에는 명함, 신문, 서적 등이 있으며, 인쇄된 화상은 인쇄판의 화선부가 볼록하게 나와 있기 때문에 인쇄물의 뒷면에 눌린 자국이 약간 튀어나오게 되며, 화상의 경계가 뚜렷하게 나타나 선명하고 강한 인상을 주는 것이 특징이다.

볼록인쇄판의 종류는 목판, 활판, 선화볼록판, 감광성수지판, 고무판 등이 있으나 오늘날에는 감광성수지판을 주로 사용하여 인쇄하고 있으며, 볼록인쇄판에 대한 연구는 보안인쇄 분야에서 볼록인쇄판 제판 기술의 전통적인 사진제판 및 점차 도입의 증가세를 보이는 디지털화의 혼재를 통한 사진제판 방식의 공정개선에 대한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다.

상기 감광성수지판를 이용한 볼록인쇄판의 제판은 Matte negative film의 원도 필름을 사용하여 1차 노광 및 현상에 의해 인쇄패턴을 형성하는 것으로, 노광에 사용되는 광원으로 UV-tube lamp 또는 MH-lamp을 이용하여 발생되는 강한 자외선을 통해 광 중합 반응을 일으켜 수지가 경화되는 현상을 이용하여 빛을 받은 화선부의 수지가 경화되고, 빛을 받지 않은 비화선부는 현상액에 의해 용해되어 제거되는 방법을 이용한다.

볼록인쇄판을 이용한 보안인쇄의 경우 기존에는 감광성수지로 제판된 인쇄판을 직접 인쇄기계에 거치하는 방법을 사용하였으나, 이러한 감광성수지로 제판된 인쇄판을 사용하여 인쇄 작업을 수행함에 있어 인쇄수량, 블랑켓에 인한 마찰 및 인쇄판 중간세척으로 인한 화선의 망가짐으로 인해 인쇄품질이 쉽게 떨어지는 문제점이 발생하였다.

이와 같은 감광성수지로 제판된 인쇄판의 짧은 수명에 관한 문제점을 해결하기 위하여 감광성수지로 제판된 인쇄판을 동판으로 복제 전태한 후 동판을 다시 니켈로 재복제 전태하고 전태된 상태에서 니켈판의 후면 요홈부를 금속으로 전태 충전시키며 동전태판으로부터 니켈전태판을 분리한 후 연삭 평활화시켜 니켈볼록인쇄 판을 만들고 이를 다시 니켈로 전태 복제하여 제작한 오목판을 인쇄모판으로 하여 인쇄모판을 통해 볼록인쇄판을 제작하였다.

하지만, 감광성 합성수지로 제판된 인쇄판을 동판으로 복제하고 이를 다시 니켈로 전태하는 인쇄판의 경우 감광성수지판을 바로 니켈판으로 전태할 경우 감광성수지판과 니켈판의 분리가 원활하지 않게 됨으로 인해 동 전태 공정이 추가된 것으로 작업의 복잡성, 분리적성문제, 제판시간 및 비용의 과다, 화선 재현의 불량의 문제점이 있어 특별한 경우가 아니면 사용되지 않고 있는 실정이다.

또한, 인쇄작업에 있어서 인쇄판은 인쇄 롤러에 완벽한 밀착 및 정확한 맞춤 특성을 완벽하게 수행하여야하며 인쇄 잉크를 전이함에 있어서는 볼록판 인쇄용 니켈인쇄판은 기존 감광성 합성수지로 제판된 인쇄판에 대비하여 인쇄잉크의 전이성이 비슷하거나 우수한 특성을 지녀야만 한다.

상기 문제점을 해결하여 미세한 문양을 재현할 수 있고, 인쇄판의 수명을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 인쇄 잉크 전이성이 우수한 친환경적인 금속 볼록인쇄판과 이의 제작에 따른 공정단축에 관한 기술이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 감광성수지 볼록 인쇄판을 니켈판으로 복제전태하고 복제전태판을 재복제 전태하고 연삭하여 제조된 인쇄판에서 감광성수지 볼록 인쇄판과 복제 전태판 분리시 분리적성이 용이하며 아울러 인쇄 공정상 인쇄판 거치시 인쇄 롤러에 완벽한 밀착 및 정확한 맞춤 특성이 있으며 우수한 인쇄 잉크전이 특성이 있도록 개선된 전태방법이 적용된 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 하층으로서 지지층(11), 상층으로서 감광성폴리머층(12)을 포함하는 다층구조의 적층체인 감광성수지판(10)에 사진부식법에 의하여 인쇄패턴을 형성시키는 단계와, 인쇄패턴이 형성된 감광성수지판(10)의 표면처리를 하는 단계와, 표면처리된 감광성수지판(10)에 전도성을 부여하기 위해 은도금(21)하는 단계와, 은도금(21) 된 감광성수지판(10)을 니켈판으로 복제 전태하여 복제전태판(22)을 제작하는 단계와, 복제전태판(22)을 니켈판으로 재복제 전태하여 인쇄판(31)을 생성하는 단계와, 복제전태판(22)과 접하지 않은 인쇄판(31) 후면을 연삭평활 하는 단계를 통해 제작된 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판에 의해 달성될 수 있다.

이때 상기 감광성수지판(10)은 제판 후 경화 온도를 80℃로 조정하여 경화 정도를 낮춘 것을 특징으로 하게 된다.

또한, 상기 인쇄패턴이 형성된 감광성수지판(10)의 표면처리를 하는 단계는 감광성수지판(10) 표면에 탄산칼슘과 염화나트륨이 함유된 산성용액을 이용하여 세척 후, 감광(Sensitizing)용액을 뿌린 뒤 일정시간 경과 후 이온수로 세척하는 것을 특징으로 하게 되며, 상기 표면처리된 감광성수지판(10)에 전도성을 부여하기 위해 은도금(21)하는 단계는 감광성수지판(10) 표면에 질산은 용액과 환원제인 황산 하이드라진 용액을 분무하여 수행되는 것을 특징으로 하게 된다.

복제전태에 사용되는 용액은 니켈 설파메이트(Ni(SO₃NH₂)_2·4H₂O), 염화니켈(NiCl_{2 ·}6H₂O), 붕산(H₃BO₃)을 포함하고 있는 용액인 것이 바람직하며, 복제전태판(22) 제작과정은 감광성수지판(10)을 니켈욕조에 음극통전 없이 투입하고, 투입 후 약 3분 후 통전 처리하는 것을 특징으로 하게 된다.

상기 인쇄판(31)의 두께는 화선부의 심도를 포함하여 0.6 ~ 0.8㎜인 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판 및 이의 제조방법을 통해 감광성수지판과의 분리적성이 양호하며 전태방법이 개선되므로 기존의 감광성수지판을 통해 인쇄모판을 제작하는 공정 중 동 전태 공정을 삭제하여 공정기간을 대폭적으로 줄일 수 있게 되며, 인쇄 공정상 인쇄판 거치시 인쇄 롤러에 완벽한 밀착 및 정확한 맞춤 특성이 있으며 우수한 인쇄 잉크전이 특성을 갖는 금속 볼록판 인쇄의 현장 적용이 용이하게 된다.

이하에서 본 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 감광성수지판의 구조를 나타낸 사시도 이다.

본 발명에서 감광성 볼록인쇄판의 제조를 위하여, 도 1에서 도시된 것과 같이 하층으로서 지지층(11), 그리고 상층으로서 감광성폴리머층(12)을 포함하는 다층 구조의 감광성 폴리머계 적층체인 감광성수지판(10)을 사용한다.

상기의 감광성수지판(10)은 통상적으로 상기 감광성폴리머층(12)의 표면 보호를 위하여 보호층(13)이 추가 형성된 상태로 제조되어 공급된다. 이에 관한, 전형적인 적층 구조는 지지층(11), 접착층, 감광성폴리머층(12) 및 보호층(13)의 순으로 구성되어 있는 것이 일반적이다.

이러한 감광성수지판(10), 특히 지지층(11), 접착층 및 감광성폴리머층(12)의 총 두께는 인쇄 용도 등을 고려하여 결정되는바, 약 400~1,000㎛, 바람직하게는 700~780㎛의 범위이다.

상술한 적층 구조를 형성하기 위하여 지지층(11) 상에 접착층을 형성한 후 감광성폴리머층(12)을 적층 하는 방식은 물론, 감광성폴리머층(12) 상에 접착층을 형성하여 상기 접착층면을 지지층(11)상에 부착하는 방식도 가능하다.

지지층(11)의 경우, 당업계에서는 통상적으로 금속 재질(스틸, 알루미늄, 구리, 니켈, 이들의 합금 등) 또는 치수 안정성이 좋고 투명한 플라스틱 필름이 사용가능한 것으로 알려져 있는바, 본 발명이 전형적으로 금속의 원통형 실린더에 거치 되어 사용되는 것을 고려하면 금속 재질로 지지층을 구성하는 것이 바람직하며, 금속 재질 중 스틸이 가장 바람직하다.

본 발명에 있어서, 인쇄판의 예시적인 제조공정은 다음과 같다.

도 2는 인쇄패턴이 형성된 감광성수지판의 단면을 나타낸 단면도이다.

먼저, 전술한 감광성수지판(10)의 최상층인 보호층(13)을 제거한다. 그 다음 문양 또는 문자가 인쇄된 필름을 감광성폴리머층(12)에 진공을 이용하여 밀착한 후 자외선 광(예로써, 약 365㎚의 파장을 갖는 UV-A)으로 노광한다. 이때, 상기 필름은 마스킹 역할을 하는데, 문양 및/또는 문자가 형성된 투명한 부분의 경우에는 빛이 통과하여 감광성폴리머를 경화시키는 반면, 불투명한 검은 영역은 빛에 의하여 경화되지 않은 부분이 되는 것이다.

이후, 노광이 완료된 감광성수지판(10)을 현상기에서 부식하게 되면 자외선광에 의하여 경화된 부분은 문양 또는 문자로 남게 되며, 자외선 광을 투과하지 못한 부분은 현상액에 의하여 제거된다.

이후, 수세, 건조 및 판재 경화처리를 위한 재노광 과정을 거쳐 특정 패턴의 볼록부가 형성된 폴리머층을 갖는 볼록인쇄판을 얻게 된다.

상술한 사진부식법에 의한 패턴 형성방법은 당업계에서 널리 알려져 있다.

전태복제 작업에 앞서 감광성수지판(10)의 표면처리를 위하여 감광성수지판(10)의 표면에 탄산칼슘 (CaCO₃)을 붓고 그 위에 소금(NaCl) 80g/ℓ이 함유된 포도식초(Wine Vinegar)를 붓고 부드러운 솔을 사용하여 감광성수지판(10) 표면을 고루 문지르며 이러한 과정을 2회 이상 반복하도록 하여 감광성수지판(10) 표면을 탄산칼슘이 완전히 제거될 때까지 세척한다.

세척 후 감광(Sensitizing)용액을 표면에 붓고 부드러운 솔로 고루 문지르고 1분 정도 지난 후 이온수로 세척하도록 한다.

수세처리과정을 거친 이후에 표면에 전도성을 부여하기 위하여 감광성수지판(10)에 스프레이건을 이용하여 은도금용액과 환원용액을 동시에 분무하여 표면에 얼룩이 생기지 않도록 감광성수지판(10) 표면에 은이 완전히 환원 석출될 때까지 은도금(21)을 형성시키도록 하며, 상기의 은도금용액은 질산은용액을, 환원용액은 하이드라진용액을 사용하고 작업 중 수세(水洗) 작업을 병행한다.

이러한 표면처리과정이 끝나면 니켈 설파메이트(Ni(SO₃NH₂)_2·4H₂O), 염화니켈(NiCl_{2 ·}6H₂O), 붕산(H₃BO₃) 및 첨가제로 구성된 용액을 조성하고 용액 내의 불순물을 제거시켜 전태욕조에 채운다.

또한, 감광성수지판(10)의 잔류 은분을 제거시키기 위하여 세정액을 붓고 브러시로 깨끗이 잔류은분을 제거하고 탄산칼슘과 포도식초로 은막이 형성된 감광성수지판(10) 표면을 세척하도록 한다.

니켈 복제전태판(22)의 분리 적성을 향상시키기 위해 분리용액을 감광성수지판(10)에 도포하고 6분 정도 유지 후 이온수 세척한다. 분리용액은 알부민과 붕산을 분쇄혼합하여 증류수로 용해시켜 제조하게 된다.

도 3은 인쇄패턴이 형성된 감광성수지판에 은도금 후 금속 복제전태판을 생성하고 복제전태판의 이면을 연삭 평활화하는 과정을 도시한 단면도이다.

이후 감광성수지판(10)을 전태욕조에 넣고 고속전태를 하게 된다.

이때, 감광성수지판(10)을 이용하여 니켈 복제전태판(22)을 제작 후 감광성수지판(10)과 복제전태판(22)의 분리 시, 두 판 간의 응력 작용으로 복제전태판(22) 화선부위에 감광성합성수지가 끼이는 현상이 발생하여 니켈 복제전태판(22)에서 감광성폴리머를 제거하여야 하는 문제점이 발생하였으며 이의 완벽한 제거가 어려워 실제적으로 인쇄판으로서의 기능을 갖지 못하였다.

이러한 이유는 감광성폴리머 자체가 매우 경도가 높으므로 감광성수지판(10)과 복제전태판(22)의 분리시 뜯김이 아닌 깨지는 현상이 나타나는 것이 관찰되었으며 이는 과경화에 의한 취성이 발생하여 감광성수지판(10)과 복제전태판(22)의 분리 시 깨지는 것으로 분석되었다.

두 번째 요인으로는 전태 작업시 감광성 합성수지와 니켈 복제전태판(22) 사이에 필요 이상의 밀착력이 작용하여 분리 적성이 불량한 것으로 분석되었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 감광성 합성수지의 과경화 방지를 위한 해결 방안으로 감광성수지판(10)의 제판 후 경화 온도를 기존 120℃에서 80℃로 조정하여 그 경화도를 낮추었으며, 감광성수지판(10)을 니켈 전태욕조 투입하는 방법 의 개선사항으로 모든 전태처리에 있어 초기 밀착력을 증대시키기 위하여 감광성수지판(10)을 전태욕조에 투입하는 동시에 전류를 통하게 하는 음극통전(strike)처리를 하나 감광성수지판과 금속간의 전태에서는 strike 처리를 통한 밀착력의 증대가 감광성수지판(10)과 니켈 복제전태판(22)의 분리 시 역작용을 할 것으로 판단되어 감광성수지판(10)을 니켈욕조에 투입 시 음극통전(strike 처리)없이 투입하고 감광성수지판(10) 투입 3분 후 통전 케이블을 연결 및 전류 공급 (전태 시작)을 하게 된다.

감광성수지판(10)과 니켈 복제전태판(22)의 분리 후 니켈 복제전태판(22)의 이면에는 인쇄패턴에 따라 요홈부(32)가 발생하므로 후면연삭작업을 실린더형 연삭기(33)를 사용하여 실시하여 인쇄모판에 해당하는 니켈 오목인쇄판이 완성된다.

도 4는 복제전태판에 다시 은도금 후 재복제 전태하여 인쇄판을 형성시키는 과정을 도시한 단면도, 도 5는 인쇄판의 후면을 연삭하여 평활화시키는 모습을 도시한 단면도, 도 6은 인쇄판의 후면을 연삭하여 평활화시킨 상태의 단면도이다.

이후, 완성된 인쇄모판을 니켈판으로 제 복제 전태하는 단계는 상기에 기술된 전태방법과 동일하며 이에 따라 완성된 니켈 인쇄판의 두께는 화선부의 심도를 포함하여 0.6 ~ 0.8㎜ 바람직하게는 약 0.7mm정도가 되도록 한다.

이때 화선부의 릴리프 심도는 0.3 ~ 0.4㎜가 되도록 하는 것이 바람직하다.

인쇄판재의 제한된 판재 두께에서 화선부 릴리프(Relief)심도를 깊게 형성시키는 것은 인쇄상에서의 밀착, 완곡, 맞춤 등이 어렵기 때문에 곤란하다.

즉, 화선부의 릴리프(Relief)심도를 깊게 할 경우에는 그에 따라 인쇄판의 두께가 두꺼워짐으로 인쇄판을 인쇄 롤러에 거치시 밀착 및 맞춤이 어려워지게 되며, 릴리프(Relief)심도의 깊이가 얕을 경우에는 비화선부에 잉크의 퇴적으로 인한 잉크가 용지에 묻는 현상이 나타나기 때문이다.

재복제 전태되어 제작된 니켈 볼록 인쇄판(31)도 후면연삭작업을 실린더형 연삭기(33)를 사용하여 실시한다.

상기 재복제 전태된 니켈 볼록 인쇄판(31)을 설계치수에 따라 연삭규격으로 절단한 후 연삭 실린더에 거치할 수 있도록 고정구멍(hole)을 뚫고 상하 양끝에서 인쇄판을 연삭기 자켓에 거치하기 용이하도록 50㎜를 45°가량 굽힌 후 완곡기(three roll bending machine)에서 연삭 실린더의 직경으로 판을 둥그렇게 한다. 판을 용제로 세척하고 실린더와 니켈 인쇄판(31) 사이에 두께 0.04㎜ 정도의 하드보드지를 끼우고 판을 당겨(토크 35-40Nm) 연삭 실린더에 거치한다. 이때 인쇄판 거치 적성을 향상시키기 위하여 Base층을 포함하여 니켈인쇄판의 두께를 0.5 ~ 0.6mm 유지하여 인쇄 거치 적성을 향상시키도록 한다.

본 발명은 보안인쇄 분야에서 볼록인쇄판을 이용하는 인쇄장치에 적용될 수 있으며, 이상에서와 같은 내용은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다.

도 1은 감광성수지판의 구조를 나타낸 사시도,

도 2는 인쇄패턴이 형성된 감광성수지판의 단면을 나타낸 단면도,

도 3은 인쇄패턴이 형성된 감광성수지판에 은도금 후 금속 복제전태판을 생성하고 복제전태판의 이면을 연삭 평활화하는 과정을 도시한 단면도,

도 4는 복제전태판에 다시 은도금 후 재복제 전태하여 인쇄판을 형성시키는 과정을 도시한 단면도,

도 5는 인쇄판의 후면을 연삭하여 평활화시키는 모습을 도시한 단면도,

도 6은 인쇄판의 후면을 연삭하여 평활화시킨 상태의 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 감광성수지판 11 : 지지층

12 : 감광성폴리머층 13 : 보호층

21 : 은도금 22 : 복제전태판

31 : 인쇄판 32 : 요홈부

33 : 연삭기

Claims (8)

1. 하층으로서 지지층, 상층으로서 감광성 폴리머층을 포함하는 다층구조의 적층체인 감광성수지판에 사진부식법에 의하여 인쇄패턴을 형성시키는 단계; 와,

   인쇄패턴이 형성된 감광성수지판의 표면처리를 하는 단계; 와,

   표면처리된 감광성수지판에 전도성을 부여하기 위해 은도금하는 단계; 와,

   은도금 된 감광성수지판을 니켈판으로 복제 전태하여 복제전태판을 제작하는 단계; 와,

   복제전태판을 니켈판으로 재복제 전태하여 인쇄판을 생성하는 단계; 와,

   복제전태판과 접하지 않은 인쇄판 후면을 연삭평활 하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 감광성수지판은 제판 후 경화 온도를 80℃로 조정하여 경화 정도를 낮춘 것을 특징으로 하는 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄패턴이 형성된 감광성수지판의 표면처리를 하는 단계는,

   감광성수지판 표면에 탄산칼슘과 염화나트륨이 함유된 산성용액을 이용하여 세척 후, 감광(Sensitizing)용액을 뿌린 뒤 일정시간 경과 후 이온수로 세척하는 것을 특징으로 하는 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 표면처리된 감광성수지판에 전도성을 부여하기 위해 은도금하는 단계는, 감광성수지판 표면에 질산은 용액과 환원제인 황산 하이드라진 용액을 분무하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   복제전태에 사용되는 용액은 니켈 설파메이트(Ni(SO₃NH₂)_2·4H₂O), 염화니켈(NiCl_{2 ·}6H₂O), 붕산(H₃BO₃)을 포함하고 있는 용액인 것을 특징으로 하는 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판의 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   복제전태판 제작과정은 감광성수지판을 니켈욕조에 음극통전 없이 투입하고, 투입 후 약 3분 후 통전처리하는 것을 특징으로 하는 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판의 제조방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄판의 두께는 화선부의 심도를 포함하여 0.6 ~ 0.8㎜인 것을 특징으로 하는 전태법에 의한 금속 볼록인쇄판의 제조방법.
8. 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법을 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 전태방법에 의한 금속 볼록인쇄판.

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