코팅 공정에 대해서 알아보자

-. 해당 글은 학술적 목적으로 쓰여진 글이 아닙니다. 

 

코팅지란?

간단히 종이 위에 물질을 덮어서 물성을 좋게 만들어지는 것입니다. 

외관을 좋게 만들기도 하고, 특수한 기능을 부여하기도 하고, 인쇄가 더 잘되게 만들려는 목적으로 코팅이 됩니다. 

 

코팅의 주요 4요소

코팅의 주요 4요소는 Base Paper, Coating, Drying, Color Fomulation입니다. 

 

원지(Base Paper)

코팅 시 작업성은 원지 영향을 매우 많이 받습니다. 80% 이상이 원지의 품질에서 코팅의 품질이 결정됩니다. 그래서 코팅지는 초지과정부터 지합, 두께, 수분, 프로파일 등을 신경 써서 제작합니다. 

 

코팅

도공공정 시 코타(도공머신)의 조건 또한 영향을 줍니다. 도공 프로파일, 도공비율, 도공량, 블레이드 수명 등

 

Drying

건조과정이 잘못되면 수많은 품질불량이 생성됩니다. 대표적으로 Binder Migration에 의한 Mottle, 드라이터치, 주름(Curl) 등등

 

Color fomulation

코팅액(도공액)을 '칼라'라고 부릅니다. 칼라의 배합에 따라서 코팅의 품질이 결정되기도 합니다. 예를 들어 클레이, 탄산칼슘, 바인더 배합 비율, 칼라 물성(점도, 농도 등) 다양한 물성의 영향을 받습니다. 

 

도공에서 건조의 중요성

도공 표면이 드라이어 노즐(드라이어 터치)에 접촉되지 않도록 관리해줘야 합니다. 바인더 마이그레이션 : 바인더가 이동하여 원지 내로 깊게 침투되지 않아야 한다. 모틀, 건조에 의한 컬, 주름 등이 발생하지 않도록 최적화 된 건조조건을 운영하는 것이 가장 중요합니다. 

 

도공 시 수분 이동 경로

파운틴 nip에서 칼라가 토출하여 지필에 전이 되는 구간을 ‘dwell time’이라고 한다. Blade Metering 구간에서 블레이드 압력에 의해 물 및 바인더가 가장 많이 이동한다.  칼라 코팅 후 드라이어까지의 구간

열풍 드라이어

도공원지의 수분 흡수Dwewatering 

원지로의 수분이동

원지와 경계면의 도공층의 공극감소로 액체의 침투저항성이 증가한다. 코팅층 경계면에 바인더량의 증가, 원지와 코팅층 경계면에서 일부 부동화가 일어나 코팅층과 원지층 접착력 향상

도공표층으로의 이동

표층에서 증발(Drying)로 안료 입자 간의 거리가 가까워진다. 도공 표층의 고형분의 증가, 도공층 내부의 물이 표층으로 이동하여 표층의 바인더량 증가, 지속적인 증발로 내부의 물이 공기로 치환

 

급속 증발 시 바인더 마이그레이션 현상 발생

 

건조공정에 의한 품질영향

모틀(mottle) 

도공지가 균일한 색조나 인쇄광택을 내지 못하고 얼룩진 상태로 인쇄되는 인쇄결함. 잉크의 전이와 흡수 특성 불균일에 의해 도공지 표면의 잉크가 불균일하게 존재

 

광택(Gloss), 평활도(Smoothness), 인쇄광택(Print Gloss)

표면강도, 컬, 드라이터치, 실린더 드라이어 눌림자국

 

건조(Drying)란?

물체에 포함되어 있는 습기와 수분을 분리해 제거하는 과정을 말한다. 빨리 건조 시키려면 주위의 온도를 높여 습도를 낮게 하고 통풍이 잘 되도록 해야 한다. 물체가 일정한 온도, 습도, 통풍의 조건하에서 건조가 행해지면 건조과정을 거쳐 건조속도가 0이 되고 주위의 공기 조건과 평형과 최소한의 함수율이 된다.

 

건조방법의 분류

자연건조

인공건조

열풍건조

냉풍건조

진공건조

진공동결건조

증발이 잘 일어나게 하는 방법

높은 온도

강한 풍량

낮은 습도

공기와 접촉되는 넓은 표면적