식각

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1. 개요
2. 역사
- 2.1. 고대
- 2.2. 중세 및 근대
3. 종류 및 원리
4. 관련 인물
참조

1. 개요

식각은 금속판이나 유리 등의 표면을 화학적 또는 물리적 방법으로 깎아내는 기술을 의미한다. 1500년경 독일에서 철판을 이용한 판화 제작으로 시작되었으며, 이후 구리판을 이용한 에칭이 등장하며 유럽 전역으로 퍼져나갔다. 고대 시대부터 장식용으로 사용되었으며, 중세 및 근대를 거치며 인쇄술, 금속 가공, 반도체 공학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 판화 분야에서는 섬세한 묘사가 가능하여 지폐 제작에도 사용되며, 현대에는 반도체 미세 가공 기술의 핵심으로 자리 잡았다.

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식각
개요
정의
에칭 (Etching)	판화 기법의 하나이며, 오목판의 일종이다.
원리	금속판에 부식액을 사용하여 그림을 새기는 방식이다.
역사
기원	15세기 말 또는 16세기 초
초기 활용	갑옷 장식 등에 사용되다가 판화 기법으로 발전
주요 사용 시기	16세기, 17세기
기법
준비	금속판에 내산성 물질(왁스, 레지스트)을 얇게 바른다.
드로잉	바늘, 송곳 등으로 내산성 물질을 긁어내 그림을 그린다.
부식	부식액(산)에 금속판을 담가 노출된 부분을 부식시킨다.
인쇄	잉크를 채우고 남은 잉크를 닦아낸 후, 압력을 가해 종이에 찍어낸다.
추가 기법
액쿼틴트(Aquatint)	수지 가루를 사용하여 미묘한 농담을 표현하는 기법.
소프트 그라운드 에칭(Soft-ground etching)	부드러운 내산성 물질을 사용하여 연필 드로잉과 유사한 효과를 내는 기법.
슈가 에칭(Sugar lift)	설탕 용액을 이용하여 독특한 무늬를 만드는 기법.
에칭 도구
에칭 바늘	금속판에 드로잉을 할 때 사용하는 도구
부식액	금속을 부식시키는 데 사용되는 액체(산)
레지스트	금속판에 코팅하는 내산성 물질
에칭 프레스	인쇄 시 압력을 가하는 장치
주요 작가
알브레히트 뒤러	초기 에칭 작가 중 한 명.
자크 칼로	에칭 기법을 발전시킨 작가 중 한 명.
렘브란트	빛과 그림자를 에칭으로 표현한 대표적 작가.
프란시스코 고야	사회 비판적 주제를 에칭으로 다룬 작가.
카츠시카 호쿠사이	우키요에 제작에도 에칭 기술을 활용한 작가
특징
섬세한 표현	가는 선이나 복잡한 그림을 표현하는 데 유리함.
다양한 효과	여러 기법을 통해 다채로운 표현이 가능함.
회화적 효과	수채화나 유화와 유사한 효과를 낼 수 있음.
기타
관련 기술	미세 가공에서 반도체 제작 등에 활용되는 기술.

2. 역사

에칭의 기원은 고대까지 거슬러 올라가며, 장식용으로 사용된 흔적을 찾아볼 수 있다.

식각된 홍옥 구슬은 홍옥에 흰색으로 식각된 디자인을 새겨 넣은 고대 장식 구슬의 한 종류로, 기원전 3천년경 인더스 문명에서 제작된 것으로 추정된다.^[9]^[8]^[10] 하라파인들이 개발한 알칼리 식각 기술로 제작되었으며, 인더스 문명의 고고학 유적지에서 대량으로 발견되었다. 이 구슬들은 인더스 계곡, 메소포타미아, 고대 이집트 사이의 고대 무역에서 중요한 지표로 여겨진다.^[11] 슐기와 같은 수메르 왕들도 헌납을 위해 식각된 홍옥 구슬을 제작했다.^[12]

중세 및 근대 유럽에서는 금속 세공사들이 금속 제품을 장식하기 위해 에칭 기법을 사용했다. 15세기 말경, 독일에서 갑옷 장식에 에칭이 사용되었는데, 이는 인쇄술 기법으로서 에칭이 탄생하기 조금 전의 일이다.

2. 1. 고대

식각은 고대에 이미 장식용으로 사용되었다. 식각된 홍옥 구슬은 홍옥에 흰색으로 식각된 디자인을 새겨 넣은 고대 장식 구슬의 한 종류로, 기원전 3천년경 인더스 문명에서 제작된 것으로 추정된다.^[9]^[8]^[10] 하라파인들이 개발한 알칼리 식각 기술로 제작되었으며, 인더스 문명의 고고학 유적지에서 대량으로 발견되었다. 이 구슬들은 인더스 계곡, 메소포타미아, 고대 이집트 사이의 고대 무역에서 중요한 지표로 여겨진다. 기원전 3천년경 이 지역들 사이에서 이 귀중하고 독특한 제품들이 대량으로 유통되었고, 수많은 무덤에서 발견되었기 때문이다.^[11] 슐기와 같은 수메르 왕들도 헌납을 위해 식각된 홍옥 구슬을 제작했다.^[12]

2. 2. 중세 및 근대

유럽에서는 중세 시대부터 금속 세공사들이 금속 제품을 장식하기 위해 에칭 기법을 사용했다. 15세기 말경, 독일에서 갑옷 장식에 에칭이 사용되었는데, 이는 인쇄술 기법으로서 에칭이 탄생하기 조금 전의 일이다.

인쇄술에 에칭을 적용한 사람은 독일 아우크스부르크의 다니엘 호퍼(–1536)로 여겨진다. 호퍼는 갑옷을 장식하는 장인이었고, 철판을 사용하여 이 방법을 인쇄술에 적용했다.^[13] 알브레히트 뒤러는 1515년에 가장 오래된 에칭 작품을 남겼지만, 에칭 기법을 더 발전시키지 않고 조각으로 돌아갔다.^[13]

구리판으로의 전환은 이탈리아에서 이루어졌을 것으로 추정된다.^[14] 에칭은 곧 인쇄술에서 예술가들에게 가장 인기 있는 매체가 되었다. 에칭에서 판에 이미지를 만드는 기본 기술은 그림에 숙련된 예술가에게는 비교적 배우기 쉬웠지만, 에칭액과 산을 다루는 데는 기술과 경험이 필요했다.

자크 칼로(1592–1635)는 낭시(현재 프랑스의 일부인 로렌 지역) 출신으로 에칭 기법에 중요한 기술적 발전을 가져왔다.

칼로는 밀랍 기반 공식이 아닌 루트 제작자의 니스를 사용하여 더 단단한 에칭 바탕액 조리법을 개발했다. 이를 통해 선을 더 깊이 부식시킬 수 있었고, 인쇄판의 수명을 연장하는 동시에 불순 부식의 위험을 크게 줄였다. 칼로는 또한 여러 번의 "스톱핑 아웃(stopping-out)"을 사용하여 거리와 명암 효과에 있어 전례 없는 미묘함을 달성했다.

그의 추종자인 파리 출신의 아브라함 보세는 에칭에 관한 최초의 출판된 설명서를 통해 칼로의 혁신을 유럽 전역에 전파했으며, 이 설명서는 이탈리아어, 네덜란드어, 독일어, 영어로 번역되었다.

17세기는 렘브란트, 조반니 베네데토 카스티글리오네 등 많은 거장들과 함께 에칭의 황금기였다. 18세기에는 피라네시, 티에폴로, 다니엘 초도비에츠키가 뛰어난 에처였다.

3. 종류 및 원리

식각은 다양한 분야에서 활용되는 기술로, 크게 판화 및 인쇄, 금속 가공, 반도체 공학, 그리고 기타 분야로 나눌 수 있다.
판화 및 인쇄 분야에서 식각은 구리, 아연, 강철 등의 금속판 표면에 산에 강한 물질(그라운드)을 바르고, 날카로운 도구로 긁어낸 후 산성 용액으로 부식시켜 음각을 만드는 방식이다. 1500년경 독일에서 시작되어 유럽 전역으로 퍼져나갔으며, 1783년에는 일본에서도 에칭 작품이 제작되었다.^[37] 에칭은 정교하고 세밀한 묘사가 가능하여 지폐 제작에도 사용된다.
금속 가공 분야에서 식각은 프레스 가공으로는 만들기 어려운 복잡한 형태의 금속 부품을 제조하는 데 사용된다. 집적회로의 리드 프레임, 전기 면도기의 망, 컬러 음극선관의 섀도우 마스크 등이 에칭을 통해 만들어진다.^[38] 에칭은 잔류 응력이 남지 않는다는 장점이 있지만, 압연 과정에서 발생한 내부 응력으로 인해 휘는 현상이 발생할 수 있어 주의가 필요하다.
반도체 공학 분야에서 식각은 웨이퍼 위의 반도체 박막을 형상 가공하는 데 사용된다. 포토레지스트로 패턴을 형성하고, 습식 식각이나 건식 식각을 통해 불필요한 박막을 제거한다. 최근에는 MEMS 제조에도 활용된다.
기타 분야에서는 유리 공예, 자동차 도난 방지, 치과 치료 등 다양한 분야에서 에칭 기술이 활용된다. 특히 유리 에칭은 일본에서 메이지 시대에 도입되어 건축물 장식에 널리 사용되었으며,^[40] 치과에서는 치아 표면의 오염물 제거 및 스미어층 제거를 위해 에칭이 사용된다.

3. 1. 판화 및 인쇄

에칭은 판화 및 인쇄 기술에서 중요한 역할을 한다. 방식처리를 한 구리판 표면에 바늘로 긁어 부식시켜 음각을 얻는 방식으로, 간접법에 속한다. 이는 직접 구리판에 선을 새기는 직접법보다 자유롭게 선을 표현할 수 있다는 장점이 있다.^[37] 매우 정교하고 세밀한 묘사가 가능하여 지폐 제작에도 사용된다.

1500년경 독일의 다니엘 호퍼가 철판을 이용한 판화를 제작하면서 시작되었고, 1520년경 네덜란드의 루카스 판 레이던이 최초로 구리판 에칭을 제작했다. 이후 16세기에 유럽 전역으로 퍼져나갔으며, 1783년에는 일본의 시마 에이칸이 에칭 작품을 제작했다.^[37]

에칭 기법의 일반적인 과정은 다음과 같다. 먼저 금속판(주로 구리 또는 아연, 때로는 강철)에 산에 강한 물질인 그라운드(ground)를 바른다. 그라운드에는 경질 그라운드와 연질 그라운드가 있다. 경질 그라운드는 고체 또는 액체 형태로, 연질 그라운드는 액체 형태로 도포되어 건조 후에도 유연성을 유지한다.

그라운드가 준비되면, 날카로운 도구(에칭 니들 또는 에쇼프)를 사용하여 그라운드를 긁어 금속을 노출시킨다. 이후 판을 산성 용액(염화제이철 또는 질산)에 담가 노출된 금속 부분을 부식시킨다. 이 과정을 '바이팅(biting)'이라고 한다.

부식이 완료되면 판을 물로 씻어 산을 제거하고, 용매로 그라운드를 제거한다. 잉크를 새겨진 선 안으로 밀어 넣고, 표면을 닦아 선 안에만 잉크가 남도록 한다. 젖은 종이를 판 위에 올려놓고 프레스를 통과시켜 이미지를 전사한다.

3. 1. 1. 판화 에칭의 종류

판화 에칭의 종류는 다음과 같다.

'''아쿠아틴트'''는 산에 내성이 있는 수지를 사용하여 색조 효과를 낸다.
'''소프트 그라운드 에칭'''은 특수한 부드러운 그라운드를 사용한다. 작가는 그라운드 위에 종이(혹은 현대적인 용도로는 천 등)를 올려놓고 그 위에 그림을 그린다. 인쇄 결과물은 그림과 비슷하다. 소프트 그라운드는 부드러운 표면에 눌러 놓은 직물이나 모피의 질감이나 패턴을 포착하는 데에도 사용할 수 있다.
에칭을 위해 특별히 제조된 것이 아닌 다른 재료들도 그라운드나 저항제로 사용할 수 있다. 예를 들어 인쇄 잉크, 페인트, 스프레이 페인트, 유성 파스텔, 양초 또는 밀랍, 접착성 비닐이나 스티커, 그리고 유성 매직 등이 있다.^[15]
일반적인 경질 또는 연질 그라운드와는 다르게 작동하는 새로운 무독성 그라운드가 시중에 나와 있다.^[15]
'''릴리프 에칭'''은 1788년경 윌리엄 블레이크가 발명했으며, 그는 원래 형태로 이 기법을 사용한 거의 유일한 예술가였다.^[16] 그러나 1880년부터 1950년까지 사진 기계식("라인 블록") 변형이 이미지의 상업적 인쇄에서 지배적인 형태였다. 에칭과 유사한 공정이지만 릴리프 인쇄로 인쇄되므로, 산에 노출되는 부분은 "흰색" 배경 영역이고, "검정색"으로 인쇄되는 영역은 그라운드로 덮여 있다. 블레이크의 정확한 기법은 여전히 논란의 여지가 있다. 그는 이 기법을 사용하여 텍스트와 이미지를 함께 인쇄했으며, 산에 내성이 있는 매체로 텍스트를 쓰고 선을 그렸다.
'''카보룬덤 에칭'''(때로는 카보그래프 인쇄라고도 함)은 20세기 중반 WPA에서 일한 미국 예술가들에 의해 발명되었다.^[17] 이 기법에서는 금속판을 먼저 탄화규소 입자로 덮고 에칭 프레스를 통과시킨다. 그런 다음 산에 내성이 있는 매체를 사용하여 거칠게 된 판에 디자인을 그린다. 산욕에 담근 후, 결과적으로 생성된 판은 릴리프 인쇄로 인쇄된다. 릴리프의 거친 표면은 상당한 색조 범위를 허용하며, 강하게 엠보싱된 인쇄물을 초래하는 높은 릴리프를 얻는 것이 가능하다.^[17]

3. 2. 금속 가공

프레스 가공에서는 어렵고 복잡한 형태를 만들기 위해 식각이 응용된다. 집적회로의 리드 프레임, 전기 면도기의 망, 컬러 음극선관의 섀도우 마스크와 같이 두께가 수십 ~ 수백 μm인 금속 부품을 제조하는 데 사용된다. 이렇게 제작된 부품을 식각부품이라고 한다.^[38]

프레스로 가공할 경우 소성 변형으로 인해 잔류 응력이 남지만, 식각은 잔류 응력이 남지 않는다는 장점이 있다. 다만, 압연 과정에서 판재 내부에 잔류 응력이 남아있다면 한쪽 면이 식각될 때 내부 응력 균형이 무너져 휘는 현상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 가열 및 풀림 처리를 통해 미리 잔류 응력을 제거하는 방법을 사용한다.

3. 3. 반도체 공학

반도체 공학 분야에서는 웨이퍼 위의 반도체 박막을 형상 가공하는 기술에 식각을 응용하고 있다. 반도체 웨이퍼에 산화 박막을 형성하고 포토레지스트(photoresist^영어)로 패턴을 형성한 후, 식각을 통해 불필요한 박막을 제거한다. 식각 기법은 불산 액체를 사용하는 습식 식각과 사불화 메탄(테트라플루오로메탄) 가스를 사용하는 건식 식각으로 나뉜다.

이방성 식각은 결정 구조의 차이를 이용하여 수직 및 수평 방향의 반응 속도 차이를 통해 종횡비가 큰 구조를 형성하는 기술이다. 반응에 사용하는 약품의 반응성이 약해 처리 시간이 오래 걸리며, 농도와 온도를 꼼꼼하게 관리해야 한다. 최근에는 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 제조에도 식각 기술이 활용된다.

3. 3. 1. 비독성 에칭

최근에는 산과 용매의 유해성 문제로 인해 독성이 적은 에칭 방법이 개발되고 있다. 예를 들어 인쇄 잉크, 페인트, 스프레이 페인트, 유성 파스텔, 양초 또는 밀랍, 접착성 비닐이나 스티커, 유성 매직 등을 방지막으로 사용할 수 있다.^[15] 일반적인 경질 또는 연질 그라운드와는 다르게 작동하는 새로운 무독성 그라운드도 시중에 나와 있다.^[15]

3. 4. 기타

유리에 에칭을 이용한 장식 기법으로 에칭 유리가 있다. 일본에서는 메이지 시대에 우노자와 타쓰미가 스테인드글라스 기법과 함께 들여온 기술이 시초이다. 이후 쇼와 초기부터 오사카와 도쿄에서 판유리에 작품을 만들고 백화점 등에 시공하는 사례가 많아졌다. 1933년에 건축된 무라노 토고 설계의 소고 백화점 본점 1층 정면 란마와 엔트런스 도어가 유명하며, 재건축될 때까지 60여 년 사용되었다. 전전에는 고시마야 그랜드 플로어와 마루부쓰 백화점, 오사카 증권거래소 빌딩에서도 사용되었다. 오늘날에는 공공 건축물이나 호텔, 주택 등 모든 건축물을 장식하는 데 사용되며 유리 장식 기법의 중심이 되고 있다. 1960년대부터 유럽과 미국 아츠 앤 크래프트 운동의 영향으로 일본에서도 공예 붐이 일어나면서 취미 분야에서 유리에 대한 에칭 응용도 많이 볼 수 있게 되었다. 또한, 자동차 도난을 방지하기 위해 유리에 차체 번호를 넣는 "카 실드 에칭"(글래스웰드재팬의 등록상표) 기술도 있다.^[40]

치면의 탈회 처리도 '''에칭'''이라고 한다. 치과 영역에서 에칭의 목적은 다음과 같다.

# 우식 형성 후 우식 표면에 부착된 오염물 제거

# 절삭에 의해 형성되는 스미어층 제거

4. 관련 인물

어거스터스 존
코르넬리스 코르트
루카스 판 레이던
렘브란트 판 레인
자크 칼로
발터 콘츠
예르크 히니즈도프스키
프리드리히 멕세펠
샤를 메리옹
아오도 다젠
매촌 수이잔
에이큐
오제키 토요
카노 미쓰히로
코마이 테츠로
사토 에미
시마 코칸
나카바야시 추료
마쓰다 류잔
마쓰모토 야스이에
마쓰모토 류잔
야스다 데이키

참조

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_[5] 웹사이트 Abraham Bosse http://expositions.b[...] Expositions.bnf.fr 2015-08-11
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