담배 포장 인쇄 용지의 컬링 원인 분석
담배 포장 인쇄 생산에서 용지의 컬링은 후가공 및 사용 단계에서 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어 컬링된 시트는 재단, 박 가공, 도무송 등 후속 공정에서 위치 오차를 증가시켜 용지 걸림과 기계 정지를 유발하며, 이후 공정의 효율과 품질에 심각한 영향을 미칩니다. 인쇄된 시트가 개별 담배 포장 완제품으로 가공된 후에는 컬링으로 인해 상자 접착기와 자동 포장기의 급지 공정이 복잡해질 수 있습니다. 일반적으로 낮은 평량의 용지(코팅지 등)는 높은 평량의 용지(백판지 등)보다 컬링이 더 쉽게 발생합니다. 따라서 가공 및 보관 단계에서 인쇄 용지의 평탄도를 확보하는 것은 반드시 해결해야 할 중요한 과제입니다.
1. 용지 강성과 컬링의 관계
동일 평량 용지의 강성은 생산 시 사용되는 펄프 섬유의 종류, 즉 섬유의 두께와 길이에 따라 달라집니다. 굵고 긴 섬유 용지는 일반적으로 가늘고 짧은 섬유 용지보다 강성이 우수합니다. 또한 제지 공정과 구조도 강성에 영향을 미칩니다. 예를 들어 3층으로 구성된 샌드위치 구조 용지는 단일 구조 용지보다 강성이 우수합니다. 권취 시 외력에 의해 발생한 컬링은 평탄화 공정에서 교정하기 어려우며, 특히 소구경 코어를 사용할 때 코어에 가까운 용지일수록 컬링이 더 심하게 발생합니다.
권취로 인한 컬링의 특징은 섬유 방향으로 발생한다는 점이며, 이는 제품에 이러한 유형의 컬링이 있는지 판별하는 명확한 기준이 됩니다.
2. 종이의 수분 함량과 컬링의 관계
일반적으로 초지기에서 막 나온 종이의 표준 수분 함량은 약 7% ± 2%입니다. 그러나 보관 및 인쇄 과정에서 수분 함량이 변할 수 있으며, 이는 종이 컬링의 주요 원인입니다. 컬링 문제의 90% 이상이 이 요인에 기인합니다. 수분은 주로 종이 섬유 사이에 유지됩니다. 따라서 수분이 증가하거나 손실되면 섬유 간 거리가 변하여 주로 종이의 횡방향 치수에 영향을 미칩니다. 수분 함량이 균일하게 변할 때는 횡방향 치수 변화만 초래하며, 이는 인쇄 정합에서 피해야 할 사항이지만 컬링을 일으키지는 않습니다. 컬링은 종이 내부의 불균일한 수분 함량 변화로 인해 발생합니다.
불균일한 수분 함량 변화는 주로 두 가지 시나리오에서 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 시트나 롤의 가장자리가 불균일하게 수분을 흡수하거나 잃으면 "잎 가장자리" 컬링(가장자리가 수분을 흡수하는 경우) 또는 "타이트 가장자리" 컬링(가장자리가 수분을 잃는 경우)과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 또한, 종이의 한 면이 인쇄 잉크로 처리되어 인쇄면의 모세관 구멍을 막고 비인쇄면은 처리되지 않은 상태로 남으면 두 면 사이에 수분 흡수 능력의 상당한 차이가 발생할 수 있습니다. 부적합한 습도 환경에 장시간 노출되면 필연적으로 횡방향 컬링이 발생합니다. 수분을 흡수할 때는 비인쇄면의 섬유가 인쇄면보다 더 많이 팽창하여 종이가 인쇄면 쪽으로 말립니다. 반대로 수분이 손실될 때는 비인쇄면이 인쇄면보다 더 많이 수축하여 비인쇄면 쪽으로 말립니다.
또한, 현재 포장 분야에서 알루미늄 호일 전사지가 널리 사용되면서 인쇄면의 적층 구조(알루미늄층, 접착제층 등으로 구성)가 인쇄면의 수분 손실을 방해하여 컬링 문제가 발생할 수 있습니다. 저습도 환경에서는 비인쇄면 쪽으로 말리는 현상이 발생할 수 있으며, 고습도 환경에서는 인쇄면 쪽으로 말리는 현상이 더 쉽게 발생합니다. 따라서 횡방향 컬링은 불균일한 수분 함량 변화의 필연적인 결과이며, 횡방향 컬링의 원인을 진단하는 유용한 방법을 제공합니다.
종이의 생산지와 사용지가 다를 때, 특히 지역이나 계절이 다를 때, 또는 습도 수준이 다른 에어컨 환경과 비에어컨 환경을 비교할 때 컬링 문제가 발생하기 쉽습니다.
복합지 및 전사지에 일반적으로 사용되는 습식 복합 생산 공정(표면에 수성 접착제를 코팅하고 이면에 방수 접착제를 코팅한 후 건조)에서 접착제 수분 함량, 복합 속도 및 건조 단계의 부적절한 제어는 복합지 또는 전사지 양면 간에 상당한 수분 차이를 초래하여 예측할 수 없는 방향으로 컬링을 일으킬 수 있습니다.
또한, 복합 재료로 생산된 종이에서 다른 컬링 원인이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 종이에 플라스틱을 라미네이팅할 때 과도한 라미네이팅 온도나 플라스틱 필름의 과도한 장력으로 인해 플라스틱이 변형되어 복합재가 응고된 후나 재단 또는 필름 제거 중에 컬링이 발생할 수 있습니다.
컬링 방지 대책
권취로 인한 컬링을 해결하는 한 가지 방법은 발주 시 코어 직경이 큰 롤 용지를 선택하는 것입니다. 또한 인쇄기에 가습 장치와 컬링 방지 장치를 사용하면 문제를 교정하는 데 도움이 됩니다. 가습은 수분이 용지 섬유 사이의 공간으로 침투하여 섬유 간 거리를 증가시킵니다. 이러한 섬유의 이완은 강성을 빠르게 감소시켜 이전에 컬링된 섬유가 평평해지도록 합니다. 그러나 인쇄기의 가습 장치의 효과를 제어하는 것은 어려우며, 고속 운전 중에는 인쇄된 용지의 표면 코팅이 빠른 수분 흡수를 방해하여 평탄도를 보장하기 어렵습니다. 비용 또한 이 방법을 업계에서 채택하는 데 상당한 장벽으로 남아 있습니다.
또 다른 방법은 컬링된 용지의 이면을 직경 50mm 미만이고 랩 각도가 큰 가이드 롤러를 통과시켜 기계적 힘을 이용하여 변형된 섬유를 반전시켜 평탄화를 달성하는 것입니다. 또한 컬링 방지 장치는 롤 내 용지의 위치에 따라 랩 각도를 자동으로 조정하여 컬링 정도에 따라 반전력의 크기를 조정할 수 있으므로 과도한 교정을 방지합니다.