안녕하세요 오늘은 종이의 가공에 대해 알아보려 합니다. 우리가 일반적으로 사용하는 복사용지처럼 흔히 접하는 종이는 표면이 울퉁 불퉁하죠? 이런 종이는 가공 공정의 코팅 공정을 거치지 않아요 그럼 코팅하는 종이는 어떤 종이 일까요? 바로 표면이 매끈해서 빛이 거울처럼 어느 정도의 광택을 가지는 종이를 말해요 대표적으로 전단지나 잡지처럼 반짝 반짝한 종이가 코팅을 진행한 종이인거죠! 가공공정에는 코팅만 있을까요? 한번 알아보도록 하겠습니다!
1. 가공공정 개요
- 정의: 초지기에서 생산된 제품(Base paper)에 코팅칼라를 도포하여 인쇄품질 및 외관 등이 우수한 고급 인쇄용지를 제조하는 공정.
- 도공지: 종이에 코팅처리를 하여 미적가치 및 인쇄적성(망점 재현, 색채재현)을 향상시킨 제품.
- 도공: 펄프의 섬유가 노출되어 울퉁불퉁한 표면을 미세한 입자의 코팅 칼라로 피복하여 표면이 균일한 종이를 가공하는 것.
- 도공지 주요 요건: 백색도, 반사도, 두께
- 코팅칼라: 코팅에 사용하는 원료의 혼합액
- 주요 혼합 물질: 안료(Clay, 탄산칼슘), 바인더(라텍스, 전분), 보조 약품(분산제, 내수화제, 윤활제, 유동성 계량제)
2. 코팅칼라 요구 성질
1) 균일성
- 바인더의 유동성에 의해 치우침이 발생하여 안료가 제대로 정착하지 못하며 강도가 저하되어 지절이 발생하거나 얼룩이 생길 우려가 있으나 적당한 치우침은 오히려 모틸링(얼룩)을 예방할 수 있음.
2) 평활성
- 인쇄적정에 영향을 줌.
3) 점도
- 고전단속도에서 점도가 적절치 않으면 도공량 조절, 칼라 이면 누적(Bleeding), 스크래치 등이 발생.
- 점도가 낮을 경우 기지면이 들어나고 잉크 흡수량이 늘어나 망점 선명도가 떨어짐.
- 점도가 높을 경우 코팅 두께가 두껍고 표면이 울퉁불퉁함.
- 종이가 수분을 흡수하기 때문에 나중에 코팅칼라 농도를 높아짐으로 이후 물을 첨가하여 재사용.
4) pH
- pH 8.5 이상으로 운전하나 낮아질 경우 코팅칼라 재응집이 발생하여 설비에 문제를 야기.
5) 보수성
- 보수성이 낮을 경우 바인더가 기지로 이동하여 불균일한 바인더 분포를 야기.
2. 코팅칼라 제조
1) 안료 분산
- 순서: 물 – 알칼리 – 분산제 – 안료
- 안료 분산액의 경우 고농도로 분산.
2) 코팅칼라 블렌딩
- 배합비. 배합순서에 의거하여 블렌딩
- 구성: 4m2 2set
3) 코팅칼라 필터링
- 필터링 사이 기포를 제거하는 탈포 장치 존재.
3. 도공 공정
1) 정의
- 기지에 코팅칼라를 바른 후 건조하여 종이의 광택 및 평활성을 개성하는 공정.
2) 초지기에 따른 방식 구분
- On-machine coating: 초지기와 코터가 연결되어 있는 방식
- Off-machine coating: 초지기와 코터가 떨어져 있는 방식
3) 횟수에 따른 구분
- Single Coating: 동일한 면에 한 번 코팅, 코팅칼라 6.5g~10g 소모, 기지특성에 따른 결함 발생,
- Double Coating: 동일한 면에 두 번 코팅, 평량에서 기지 무게를 제한 뒤 4 등분하여 도공.
4) Double Coating
- 장점: 표면 평활성, 바인더 migration 감소, 원가 절감
- 구성
- Pre coating: 하층, 저가 원료
- Top coating: 상층, 인쇄적성이 우수한 원료
4. Unwinder
- Spull을 풀어주고 두 Spull을 연결하여 주는 설비
5. Coater
1) 계량에 따른 분류
- 전계량 방식: 도공량을 미리 조절하여 도포한 다음 기지에 전이.
- Roll Coater, MSP(Blade, Metering Size Press), Curtain
- 후계량 방식: 기지에 과잉 도포 후 긁어냄.
- Blade coater, Air Knife coater, Rod coater
2) Blade coater
- 장점: 도공량 조절 용이, 고속, 고농도 가능, 평활성 우수, 텅스텐 블레이드 사용
3) Blade metering
- Bevel Blade(Pre coating) :압력 증가 시 코팅량 감소
- Bent Blade(Top coating): 압력 증가 시 코팅량 증가 , 유속이 빨라져 코팅칼라가 눕게 되어 표면성 증가
4) 도공층 특성
- 윤곽 도공(Air Knife coater): 평활성 나쁨, 도공층 두께 일정.
- 평활 도공(Level coating): 평활성 우수, 도공 막 두께 불균일.
6. 건조
1) 방식
- 비접촉식, 접촉식일 경우 표면 오염 유발
2) 종류
- Scaf Dryer: 열풍건조, 건조 효율 우수(열 회수 가능)
- IR Dryer: 적외선 건조, 코팅 직후 건조, 품질 우수, 효율, 건조 효율 낮음(열 회수 불가), 현재 사용 안 함(프로파일링에 이용)