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왜 골판지는 맞춤형 릴리프 인쇄 잉크가 필요한가?
골판지의 변동성이 큰 다공성, 섬유 구조 및 표면 사이징이 일반 잉크 성능에 어떤 도전을 주는지
골판지의 복잡한 구조는 일반적인 오프셋 인쇄 잉크의 작동 방식에 상당한 영향을 미친다. 골판지는 단단한 크라프트지 표면부터 모든 것을 흡수하는 다소 부드러운 플루트층까지 다양한 다공성을 가진 부분들로 이루어져 있다. 이로 인해 골판지 자체가 고르게 배열되지 않은 섬유들로 구성되어 있어 잉크 흡수가 일정하지 않다는 다양한 문제가 발생한다. 셀룰로오스 가닥 사이에는 실제 간극이 존재하며, 인쇄 시 이상한 모세관 현상을 유발한다. 표면 크기 조절 처리(Surface sizing treatments)가 추가되면 상황은 더욱 악화되는데, 이러한 처리는 기본적으로 표준 잉크 성분을 밀어내는 영역을 생성하기 때문이다. 그 결과 잉크 침투가 불규칙하게 분포하고 안료가 고르지 않게 침착되면서 전체 인쇄 공정이 어긋게 된다. 일반적인 오프셋 잉크는 이러한 복잡한 상호작용들을 동시에 처리할 수 있는 적절한 특성을 갖추고 있지 않으므로, 인쇄업자들은 극심한 흡수 차이와 프레스 상에서 잉크가 너무 빨리 마르는 문제를 겪게 된다.
기능적 결과: 크라프트 및 재활용 기질에서의 도트 게인, 불량한 잉크 전이, 스위트오프, 색상 불일치
서로 다른 기질에서 발생하는 구체적인 문제들은 실제로 측정이 가능한 인쇄 문제로 이어진다. 예를 들어, 백판지와 재생 골판지의 경우 흔히 약 60%의 소비 후 재활용 섬유를 포함하는데, 이러한 소재가 잉크를 과도하게 흡수하면 업계에서 일반적으로 허용되는 수준(보통 15%에서 22% 사이)을 훨씬 초과하는 '닷 게인(dot gain)' 현상이 발생한다. 또한 섬유질 표면에 존재하는 미세한 틈과 오목부위를 잉크가 충분히 메우지 못하면서 고르지 못한 잉크 도포가 나타나고, 이로 인해 부분적으로 불균일한 인쇄 결과가 생긴다. 또 다른 문제는 빠르게 건조되는 용제로 인해 발생하는 '셋 오프(set off)' 현상인데, 이는 인쇄된 시트들을 쌓아둘 때 습윤 상태의 잉크가 한 장에서 다음 장으로 전이되는 것을 말한다. 재활용 소재의 경우 잔류 표백제와 미세 입자가 표면의 화학적 반응 특성을 변화시켜 색상이 눈에 띄게 달라지기 때문에 색상 일치 조정이 더욱 어려워진다. 일부 제조업체들은 재활용 기질에 인쇄할 때 잉크 조성을 적절히 조정하지 않으면, 일반 원지 보드 대비 폐기율이 약 40% 증가한 사례도 있었다.
오목 인쇄 잉크 제형에서의 주요 커스터마이징 요소
저표면에너지 골판지에서 최적의 전달 및 흡수를 위한 레올로지 및 색소 함량 조정
다공성이며 표면 에너지가 낮은 골판지 표면에 잉크를 일관되게 전사하는 데 있어 유변학적 특성을 정확히 조절하고 안료 함량을 최적화하는 것은 매우 중요합니다. 유변학 조절제는 잉크의 흐름 특성을 조정하여 도트 번짐이나 범람 문제와 같은 결함 없이 잉크가 플레이트에서 기재로 깔끔하게 전사되도록 도와줍니다. 점도가 낮아지면 잉크가 골판지 섬유 내부로 더 잘 침투하지만, 이때 주의할 점은 인쇄 공정 동안 적절한 불투명도와 균일한 커버력을 유지하기 위해 안료 농도를 신중하게 조절해야 한다는 것입니다. 특히 불균일한 다공성을 가지는 재생 크라프트 용지의 경우, 점도를 정확하게 조절하는 것이 품질에 큰 차이를 만듭니다. 올바른 점도는 선명한 이미지를 구현할 뿐 아니라 인쇄된 시트들이 쌓일 때 발생할 수 있는 묻어남(set off) 위험을 줄이는 데도 기여합니다. 참고로, 플렉소그래피 기술 협회(Flexographic Technical Association)의 최근 산업 보고서에 따르면 유변학 관리가 부실할 경우 골판지 인쇄 작업에서 최대 25%까지 폐기물이 증가할 수 있다고 합니다.
섬유 표면에서의 접착력과 필름 무결성을 극대화하기 위한 바인더 선택 (아크릴, PVA, 질소셀룰로오스)
접착제의 화학 성분은 골판지의 거친 섬유질 표면에 잘 결합하고 강한 필름을 형성하는 데 핵심적인 역할을 한다. 아크릴 수지가 특히 두드러지는데, 이는 유연성과 습기 저항성을 모두 제공하기 때문에 보관 또는 운송 중 습한 환경에서도 견딜 수 있는 상자 제작에 이상적인 선택이 된다. 내부 포장층처럼 충격이 덜 가해지는 부위의 경우 더 저렴하면서도 충분한 내구성을 갖춘 폴리비닐 아세테이트(PVA)를 사용하는 것이 효과적이다. 질소셀룰로오스는 건조 속도가 빠르지만 시간이 지나면서 유연성을 잃는 경향이 있으므로 장기간 사용에는 항상 최선의 선택이 되지 못한다. 접착제의 신축성과 골판지 자체의 경도 사이에서 적절한 균형을 맞추는 것은 상자를 조립하거나 옮기는 과정에서 발생하는 성가신 균열을 방지하는 데 도움이 된다. 시험 결과에 따르면 아크릴 착색 엠보잉크는 골판지 표면에 약 90%의 접착 효율을 보여 일반 공식의 제품이 약 70% 정도의 효율을 내는 것과 비교해 훨씬 우수한 성능을 나타낸다. 그러나 가장 중요한 점은 이러한 접착제들이 정상적인 취급 중 마모와 손상에도 벗겨지지 않는 매끄럽고 연속적인 필름을 형성하는지 여부이다.
맞춤화와 실용성의 균형: 비용, 규정 준수 및 생산 현실
식품 접촉 안전성 이행 준수, 자외선 저항성 및 마모 내구성 – 최종 사용 목적에 따라 잉크 화학 선택이 결정되는 방식
생산 라인의 마지막 단계에서 발생하는 요구 조건들은 일반적인 릴리프 잉크가 감당할 수 없는 엄격한 한계를 설정한다. 식품 접촉 포장재의 경우, 기업들은 잉크 성분이 얼마나 이행될 수 있는지에 관해 FDA 21 CFR 또는 EU 10/2011 기준을 따라야 하는 엄격한 규정을 준수해야 한다. 이는 유해 화학물질이 침출되는 것을 방지하는 특수한 바인더를 사용해야 한다는 의미이다. 또한 비용 측면에서도 간과할 수 없다. 폰먼 연구소(Ponemon Institute)는 2023년 보고서에서 규제 미준수 제품으로 인한 리콜 하나당 평균 약 74만 달러의 비용이 든다고 밝혔다. 어디에서나 흔히 볼 수 있는 대형 실외 디스플레이의 경우, 제조업체는 장시간 햇빛에 노출되어도 색이 바래지 않는 안정적인 안료를 필요로 한다. 이러한 안료는 산업 표준에 따라 최소 ASTM 5 등급 이상이어야 한다. 또한 창고와 배송 트럭을 통해 이동하는 다양한 포장재들은 운송 중 스크래치 및 마모에 견딜 수 있는 필름 소재가 필요하다. 이러한 현실적인 요구 조건들이 바로 특수 잉크 제조에 어떤 원료를 사용해야 하는지를 사실상 결정짓는다.
- 식품 안전 : 낮은 이행성을 가진 아크릴릭 바인더가 프탈레이트 가소제 대체물질을 대신 사용함
- UV 저항 : 내광성 무기 또는 고성능 유기 안료가 안정성이 낮은 옵션들을 대체함
- 마모 방지 : 질산셀룰로오스 개질 또는 가교결합 수지 시스템이 표면의 강도를 향상시킴
최종 사용 환경을 간과하면 인쇄 품질 저하에 그치지 않고, 브랜드는 규제 위반 벌칙, 공급망 중단 및 평판 손실이라는 위험에 노출됩니다. 따라서 기재 및 용도에 특화된 잉크 맞춤화는 선택 사항이 아니라, 신뢰성 있고 규정을 준수하며 상업적으로 실현 가능한 포장재 생산의 핵심 기반이 됩니다.
자주 묻는 질문
골판지가 오프셋 인쇄용 잉크에 왜 어려운가?
골판지는 다공성과 섬유 구조가 다양하게 구성되어 있어 일관된 잉크 흡수가 어렵습니다. 이로 인해 안료 침전이 고르지 않게 되고 잉크 침투 문제가 발생합니다.
골판지에 일반 잉크를 사용할 때 주로 발생하는 문제는 무엇인가?
표준 잉크는 크라프트지 및 재활용 골판지 소재에 사용할 경우 도트 게인, 잉크 도포 불량, 스트라이프 현상(set-off), 색상 불일치 등의 문제를 겪을 수 있습니다.
골판지에서 더 나은 결과를 얻기 위해 릴리프 인쇄 잉크를 어떻게 맞춤화할 수 있나요?
맞춤화는 레올로지 및 안료 함량 조정, 적절한 바인더 선택, 식품 안전성 및 UV 저항성과 같은 특정 최종 용도 요구 사항을 충족하는 잉크 제형 확보 등을 포함할 수 있습니다.