습수액과 잉크유화

[산업일보]
"과유화"와 "적정유화"라는 말을 자주 듣습니다. 이 단어는 인쇄업계 특유의 표현으로 인쇄이외의 화학업계에서는 사용하지 않습니다. 먼저 이 "과유화"란 어떠한 상태인지에 대해 설명하고자 합니다.


번역 - 서운호 아시아믹스코리아 한국지점장
출처 - ASIAMIX JAPAN 월간 칼럼


유화라는 상태는 일반적으로 "물과 기름과 같이 서로 섞이지 않는 액체의 한쪽을 미립자로하여 다른 한쪽에 분산시키는 것"을 의미합니다. 예를 들면 컵에 샐러드유를 넣고 물을 부으며 핸드믹서로 저으면 백색으로 탁해집니다. 이것이 유화상태입니다.

이것을 방치하면 물이 떠오르게 되고 시간이 더 경과하면 물과 기름으로 층을 이루어 분리됩니다. 이것은 기름과 물의 계면(서로가 접해있는 면)의 면적을 가능한 최소화하기 위한 작용입니다. 기름에 미립자로 분산되어 있는 물과 기름의 계면 면적에 보다 2층으로 나뉜 계면의 면적이 더 작습니다.



인쇄에서는 판면 또는 잉크롤러의 닙을 통과할 때의 기계적 수법(전단응력)에 의해 잉크안에 물(습수액)을 분산시키는 방법을 취합니다. 기계적 수법만으로는 잉크의 점도, 온도조건에 따라 균일하게 분산되지 않는 경우가 발생합니다.

앞서 말씀드린 컵에 샐러드유의 예에 물과 함께 비누를 약간 첨가하면 분산된 상태로 안정되어 분리되지 않게 되거나, 분리되는 시간을 늦출수 있습니다. 이 비누와 같이 물과 기름을 이어주는 물질을 계면활성제라고 합니다.

이 계면활성제는 인쇄중에 잉크 속으로 들어가는 물입자를 안정시키기 위해 습수액에 배합됩니다. 단 안정되어 분리되지 않는 상태에서는 판면에서 물은 비화선부로 잉크는 화선부로 분리되지 않게 되기 때문에 배합된 계면활성제에는 잉크와 물을 연결하면서도 쉽게 떨어질 수 있고 사용하는 잉크(유성,UV,하이브리드)가 용해되지 않는 것을 선택합니다.

계면활성제의 선택 및 습수액원액의 배합량에 대해서는 습수액제조회사의 노하우이지만 습수액원액의 희석농도를 어느정도로 설정할지, 급수롤러상에서의 물오름량, 특히 롤러 표면의 균일성을 유지할 수 있는지(이 것은 습수액의 성능의 하나로 균일하지 못할 경우 판면, 잉크 롤러상에서 잉크와 물이 부분적으로 유화되는 곳이 발생) 등 인쇄기 운영시의 계면활성제의 양 = 습수액의 양을 조정하는 것도 중요합니다.



"과유화"란 전체적 또는 부분적으로 습수액의 선택이나 사용량에 따라 잉크와 습수액이 유화되어 분리되지 않고 안정된 상태가 존재(유화문제)하고 있는 부분이 있다는 의미이며 "적정유화"는 인쇄중에 잉크가 습수액을 흡수하여 유화, 분리되어가는 프로세스가 안정되어 잉크 및 습수액의 판면으로의 공급량과 종이로의 잉크전이량의 밸런스가 좋은 상태(인쇄품질의 안정)를 의미합니다.



일부 용제에는 계면활성제로서의 역할을 하는 것이 있어서 습수액원액에 배합되는 경우도 있습니다. IPA도 이러한 역할을 합니다. 저자가 직접 실험을 통해 데이터를 얻은 것은 아니지만 IPA는 유화한 잉크와 물을 분리시키는 작용이 강하다고 합니다. 유화문제가 발생한 때에 IPA를 첨가하면 개선되는 경향이 있는 것은 이러한 이유일 것입니다. 계면활성제에는 유화촉진제, 안정화제로서의 역할 외에도 습수액의 물오름을 조정하는 역할도 가지고 있습니다.

월간 인쇄문화 박진우 기자 print5931@gmail.com