용기 인쇄 감리 - 실크스크린

실크스크린 인쇄(또는 스크린 프린팅)는 천, 종이, 플라스틱 등 다양한 소재에 이미지를 인쇄하는 기법 중 하나입니다. 스텐실 방식을 응용한 인쇄 방식으로, 미세한 구멍이 뚫린 스크린을 통해 잉크를 소재에 전사하는 방법입니다.

주로 화장품 용기에서 많이 사용하는 인쇄 방식으로 화장품 용기 제조회사에서 턴키로 운영하는 곳이 많습니다. 설비가 생각보다 간단하고 인력이 많이 투입되어야 하는 생산단계로 실크스크린 전문 공장이 따로 있으며 화장품 용기 제조회사에서 외주를 맡기는 방식으로 운영이 되고 있습니다.

출처 : https://www.bluelinelabels.com/

1. 실크스크린 개념 및 기본 원리

실크스크린 인쇄는 스크린(일반적으로 실크나 합성 섬유로 만든 메쉬)을 이용하여 잉크를 통과시키는 방식입니다. 특정 부분에만 잉크가 통과될 수 있도록 스크린 위에 스텐실 또는 마스크를 사용합니다. 인쇄할 이미지의 디자인이 스크린에 전사되고, 잉크가 스퀴지(스크린 위에 잉크를 얇게 밀어주는 도구)로 소재에 인쇄됩니다.

옵셋인쇄나 그라비아인쇄처럼 롤러를 이용한 인쇄방식이 아닌 유동적인 섬유를 이용한 방식이어서 평면이 아닌 입체물에도 인쇄될 수 있다는 점 때문에 화장품 용기에 많이 사용됩니다.

2. 필요한 도구와 재료

• 스크린 프레임: 실크스크린에 사용되는 메쉬는 실크, 폴리에스터, 나일론 등 다양한 재질로 만들어진 메쉬로, 프레임에 고정됩니다. 메쉬로 사용되는 실크의 망점 크기에 따라 인쇄의 품질이 결정됩니다. 망점 크기가 크면 잉크가 많이 골고루 펼쳐져서 넓은 면을 인쇄할때 좋지만 미세한 라인이나 글씨 등의 인쇄 품질이 안좋게 나옵니다. 그에 반해 망점 크기가 작으면 미세한 인쇄 품질은 좋으나 인쇄 두께가 얇게 표현되고 넓은 면적의 인쇄 품질이 떨어집니다.
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• 출처 : https://derivan.com.au
• 스퀴지: 잉크를 스크린 위에서 밀어서 소재에 고르게 도포하는 데 사용됩니다. 주 소재는 실리콘으로 실리콘 품질에 따라서 인쇄 번짐에 영향을 미칩니다. 연질의 스퀴지는 굴곡이 있는 용기에 사용이 가능하고 인쇄액을 두껍게 만들지만 미세한 표현이 어렵고 경질의 스퀴지는 미세한 표현이 잘 되지만 굴곡이 있는 부분에 인쇄가 되지 않는 단점이 있습니다.
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• https://systauto.com/screen-printing-machines

• 잉크: 일반적으로 UV경화 잉크를 사용하며, 투명 기본 베이스에 염료나 안료를 섞는 방식입니다. 다양한 색상이 있으나 주로 기본적인 몇가지 색상만 보유하고 섞어서 색상을 구현하는 방식입니다. 특히 실크인쇄에서는 펄을 첨가할 수 있어서 다양한 효과를 연출할 수 있습니다.
• 추가적으로 투명베이스를 많이 넣고 경화제를 적게 넣으면 UV건조시간이 늘어나고 부착이 잘 안될 가능성이 있지만 인쇄면을 두껍게 표현할 수 있고 색상을 더 선명하게 만들 수 있습니다. 경화제를 많이 넣으면 UV건조시간은 줄어들지만 물리적 박리가 쉽게 일어날 수 있습니다.
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• 감광액: 스크린에 디자인을 고정시키기 위해 사용되는 감광액(포토 에멀젼)을 사용합니다.
• 노광기: 감광액이 바른 스크린에 빛을 조사하여 디자인 부분만 남기는 작업에 사용됩니다.
• 세척 도구: 인쇄 후 남은 잉크나 감광액을 세척하는 도구입니다.

3. 제작 과정

3.1. 디자인 준비

우선 인쇄할 이미지를 컴퓨터로 디자인하거나, 손으로 그린 디자인을 디지털 파일(주로 일러스트레이터 .ai 파일)로 전환합니다. 일반적으로 이 파일은 단색(흑백)으로 준비되며, 다양한 색상의 이미지를 인쇄하려면 각각의 색에 대해 별도의 레이어로 되어 있어야 합니다. 주의할 점은 경계가 명확한 Vector 기반의 데이터여야 한다는 점입니다. 특히 Gradients (그라데이션)방식은 적용할 수 없으며 jpg, gif 등 픽셀 기반의 이미지는 적용할 수 없습니다.

DALE AI이미지로 제작됨

3.2. 스크린 준비

스크린은 프레임에 고정된 메쉬로 이루어져 있습니다. 메쉬의 밀도(구멍의 크기)는 인쇄할 이미지의 정밀도에 따라 다릅니다. 이미지가 섬세할수록 촘촘한 메쉬를 사용합니다. 메쉬 밀도는 주로 60수, 80수, 120수 등으로 표현되며 숫자가 높을수록 촘촘합니다.

DALE AI이미지로 제작됨

3.3. 감광액 도포

스크린에 감광액을 얇게 도포합니다. 감광액은 자외선에 반응하는 물질로, 나중에 빛을 조사하면 디자인을 제외한 나머지 부분이 단단하게 경화됩니다. 이 감광액을 도포한 스크린은 어두운 곳에서 건조시킵니다.

DALE AI이미지로 제작됨

3.4. 노광

건조된 스크린에 디자인 필름(투명 필름 위에 디자인을 프린트한 것)을 올리고 노광기에서 자외선을 조사합니다. 자외선은 감광액에 영향을 주어 디자인 부분은 경화되지 않고, 나머지 부분은 경화됩니다. 필름은 보통 필름 인쇄 업체에서 진행되며 필름을 만들 때 주의할 점은 반전시켜 인쇄해야 합니다. 그래야 인쇄된 반대면 위로 노광을 하기 때문입니다.

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3.5. 스크린 세척

노광이 끝난 후, 물을 사용해 경화되지 않은 디자인 부분의 감광액을 세척하여 제거합니다. 이로 인해 디자인 부분에만 구멍이 생기고, 잉크가 그 구멍을 통해 통과하여 인쇄될 수 있습니다.

DALE AI이미지로 제작됨

3.6. 잉크 준비

인쇄할 대상에 맞는 잉크를 준비합니다. 다양한 소재에 맞는 잉크가 있으며, 인쇄 대상에 따라 선택합니다. 예를 들어, 섬유에는 텍스타일 잉크를, 플라스틱에는 UV 잉크를 사용할 수 있습니다.

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3.7. 인쇄

스크린이 인쇄할 소재 위에 고정되면, 스퀴지를 사용하여 스크린 위에 도포한 잉크를 디자인 구멍을 통해 밀어줍니다. 잉크는 스크린의 구멍을 통해 아래 소재에 전사됩니다. 이 과정을 통해 디자인이 소재에 인쇄됩니다.

1) 잉크는 인쇄 면을 덮을 정도의 양만 넣습니다.

2) 어느정도 사용한 잉크는 버리고 새 잉크로 인쇄해야 합니다. 먼지나 이물질에 계속 노출되어 있기 때문입니다.

3) 인쇄를 진행하면서 바닥뒷면(용기가 닿는 면)을 주기적으로 닦아주어야 합니다. 안그러면 잉크가 망점을 막아서 인쇄 품질이 떨어지게 됩니다.

4) 실크판, 스퀴지도 주기적으로 바꿔줘야 하는 소모품입니다. 일정시간이 지나면 재사용이 불가능합니다.

출처 : https://www.finecause.com/

3.8. 건조

인쇄된 잉크는 시간이 지나면 자연 건조되는 열건조 방식과

빠르게 건조시키기 위해 UV 자외선을 가하는 UV경화 방식으로 나눠집니다.

1) 열건조 방식은 건조하는데 시간이 많이 걸리지만 탄성이 있어서 부착된 이후에는 탈리가 되지 않는 장점이 있습니다.

2) UV경화 방식은 빠르게 건조되지만 탄성이 없고 단단하여 경화제 함량 및 경화 설정에 따라서 외부 충격에 의해 탈리가 될 가능성이 있습니다.

DALE AI이미지로 제작됨

4. 색상 분리 및 다중 인쇄

하나의 디자인에서 여러 색을 사용할 경우, 각 색마다 별도의 스크린이 필요합니다. 먼저 한 가지 색으로 인쇄한 후, 건조시킨 다음, 다른 색상을 인쇄하는 방식으로 여러 색을 겹쳐 인쇄합니다. 이를 색상 분리라고 부르며, 정밀한 작업이 요구됩니다.

5. 실크스크린 인쇄의 장점

• 다양한 소재에 인쇄 가능: 종이, 천, 유리, 금속, 플라스틱 등 굴곡이 있는 여러 소재에 인쇄할 수 있습니다.
• 내구성: 다른 인쇄 방식에 비해서 잉크가 두껍게 인쇄되므로 내구성이 뛰어납니다.
• 대량 생산에 적합: 동일한 디자인을 여러 번 반복하여 인쇄할 때 효율적입니다. 최근에는 인쇄진행단계를 모두 자동으로 해주는 자동인쇄기가 많이 개발되어 더욱 효율적으로 바뀌었습니다.

자동 실크 인쇄기 - 출처 : https://www.ecpnp.com/

6. 단점

• 색상 분리의 복잡함: 여러 색상을 사용할 때 색상별로 스크린을 따로 만들어야 해서 번거롭습니다. 또한 각 판이 서로 정확한 위치에 맞춰서 인쇄되어야 하는 디자인을 할 경우, 실크의 유동성 때문에 쉽게 맞출 수 없습니다.
• 중첩 인쇄 불가 : 인쇄를 한 면 위에 다른 디자인을 인쇄할 수 없습니다. 왜냐하면 인쇄면 위에 인쇄한 것은 부착이 되지 않아서 쉽게 탈리 될 수 있기 때문입니다. 간혹 부착 배합비율을 개선하여 중첩 인쇄를 하기도 하지만 완벽하다고 할 수 없습니다.
• 세밀한 디테일 표현의 한계: 디지털 프린팅에 비해 세밀한 디테일을 표현하는 데는 한계가 있을 수 있습니다. 그라데이션, 머리카락 표현 등 옵셋에서 표현되는 디테일은 구현할 수 없습니다.

7. 실크스크린 인쇄시 주의할 점

1) 가로 사이즈는 용기의 둘레로 기준을 잡지만, 중간에 중첩되는 부분이 있으면 안되기 때문에 좌우로 5mm의 여백이 있어야 합니다.

2) 굴곡이 있는 면을 인쇄하기 위해서는 굴곡을 고려하여 데이터를 늘려주고 줄여주어야 합니다. 예를 들어, 원뿔 형태의 면에 인쇄하려면 부채꼴 전개도에 맞춰서 인쇄데이터를 변형해야 원불에서 수평을 맞출 수 있습니다.

3) 너무 얇은 글씨체나 라인은 인쇄되지 않습니다. 노광에 의해 감광액을 제거하기 때문에 완벽한 밀착이 이뤄지지 않아 실크판에 구현되지 않고 잉크도 그 틈을 통해 전이 되지 않기 때문입니다. 추가적으로 박스에 누끼된 글씨는 데이터보다 더 얇게 표현됩니다. 그러므로 화면에서 보는 기준보다 더 두꺼운 글씨로 만들어야 합니다.

4) 넓은 면적의 인쇄에는 먼지나 이물질이 더 잘 보여지고 인쇄 품질이 떨어질 수 있습니다. 실크인쇄는 넓은 면적을 인쇄하기 위한 인쇄 방식이 아니므로 감안하시기 바랍니다.

5) 용기 재질이나 코팅 상황에 따라서 실크 잉크 배합비율이 달라져야 합니다. 이는 인쇄업체에서의 노하우에 의존해야하나 아날로그적 방식의 공장에서 그런 데이터를 준비하고 있지 않기 때문에 양산전에 미리 여러 상황에 맞춰서 테스트를 해보며 검증하고 진행하는것이 필요합니다.

6) 실크인쇄는 용기 생산 마지막 단계입니다. 따라서 실크 인쇄에 문제가 발생하면 제작된 용기를 모두 다시 생산해야하는 불상사가 발생할 수 있습니다. 최대한 많은 고민과 논의를 통해 진행해야 합니다.

7) 일반적인 실크인쇄소는 환경이 열악합니다. 일반적인 단가가 1도당 50~100원 사이이며 5천개를 진행해도 250,000~ 500,000원 밖에 되지 않습니다. 하지만 이를 수행하기 위해서는 적어도 3명의 인력이 필요하며 인건비만 30만원을 차지하고 있는게 현실입니다. 따라서 열악할 수 밖에 없으며 대응이 잘 안될 수 있습니다. 높은 품질과 어려운 데이터로 진행한다면 업체와 미리 협의하여 단가를 높이고 품질을 높일 수 있는 방법을 찾거나 인쇄가 쉽게 진행될 수 있는 데이터로 준비하는게 현명한 방법입니다.